[发明专利]钙钛矿晶体复合材料及其制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种钙钛矿晶体复合材料，其包括钙钛矿晶体以及掺杂于所述钙钛矿晶体中的有机掺杂剂；所述钙钛矿晶体的化学通式为MA_xFA_1‑xPbI_3‑y‑zBr_yCl_z；其中，x取值0～1，y取值0～3，z取值0～3；所述有机掺杂剂为长链伯胺、多元胺和羟基胺中的一种或几种；长链伯胺的碳链的碳原子为3～16。上述钙钛矿晶体复合材料，由于在钙钛矿晶体中掺杂有机小分子，故而增加钙钛矿晶体复合材料抗潮解性能。另外，钙钛矿晶体复合材料的热稳定性也得到了提高。本发明还公开了一种钙钛矿晶体复合材料的制备方法及其应用。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种钙钛矿晶体复合材料及其制备方法及应用。

背景技术

随着社会的发展，人口的急剧增加以及对更高生活水平的追求，人均消耗的能源越来越高，以石油、煤炭和天然气等化石能源为基础的能源结构无法完全满足人类的需求，且化石能源为非可再生能源，储量有限、开发成本高且使用过程中易造成环境污染等因素。为了更好的解决能源问题，人们开发了多种新型清洁能源，如：风能、潮汐能、地热能、生物质能源、核能和太阳能等。其中，太阳能是由太阳内部的核聚变反应产生的能量。尽管地球大气层获取的太阳辐射能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但这些能量依然高达173000TW，平均每秒钟地球接收太阳辐射能量相当于燃烧500万吨煤，由此可见太阳能隐含的巨大潜力。由于技术复杂性和费效比等原因，太阳能被认为是最有潜力及开发价值的新型清洁能源，利用太阳能电池发电被认为是最具前景的方法之一。

钙钛矿太阳能电池是近几年出现的一种新型太阳能电池，因结构简单、原料来源广、制备工艺简单、价格低廉、可制备大面积柔性电池等特点，以受到越来越多人们的广泛关注。

钙钛矿太阳能电池，由于以MAPbI₃为代表的钙钛矿吸光材料具有优异的光电性能，高载流子迁移率(单晶66cm²V^-1s^-1，多晶11.6cm²V^-1s^-1)、包括长电子空穴扩散距离(单晶大于175μm，多晶大于1μm)、高吸光系数及宽广的吸光范围(覆盖整个可见光区)，使得钙钛矿太阳能电池领域在短时间内得到飞速发展。

但是，钙钛矿晶体较差的抗潮性依然制约着钙钛矿太阳能电池的大规模应用。

发明内容

基于此，有必要针对现有的钙钛矿晶体的抗潮性差的问题，提供一种抗潮性高的钙钛矿晶体复合材料。

一种钙钛矿晶体复合材料，包括钙钛矿晶体以及掺杂于所述钙钛矿晶体中的有机掺杂剂；

所述钙钛矿晶体的化学通式为MA_xFA_1-xPbI_3-y-zBr_yCl_z；其中，x取值0～1，y取值0～3，z取值0～3；

所述有机掺杂剂为长链伯胺、多元胺和羟基胺中的一种或几种；所述长链伯胺的碳链碳原子为3～16。

上述钙钛矿晶体复合材料，由于在钙钛矿晶体中掺杂有机小分子，故而增加钙钛矿晶体复合材料抗潮解性能。另外，钙钛矿晶体复合材料的热稳定性也得到了提高。