[发明专利]一种可大面积制备FAx

说明书

本发明公开了一种可大面积制备FAsubgt;x/subgt;Cssubgt;1‑/subgt;subgt;x/subgt;PbXsubgt;3/subgt;高质量钙钛矿薄膜的方法，所述方法包括如下步骤：首先，将CsX、PbXsubgt;2/subgt;和DMAX溶于有机溶剂得到CsX/PbXsubgt;2/subgt;/DMAX前驱体溶液；其次将上述CsX/PbXsubgt;2/subgt;/DMAX前驱体溶液沉积(滴涂、旋涂、刮涂、喷涂)在FTO/TiOsubgt;2/subgt;基底；随后，抽真空处理得到CsX/PbXsubgt;2/subgt;/DMAX半干膜；之后，在该半干膜表面二次沉积FAX，经真空处理得到CsX/PbXsubgt;2/subgt;/DMAX/FAX半干膜；最后，热退火处理得到FAsubgt;x/subgt;Cssubgt;1‑x/subgt;PbXsubgt;3/subgt;高质量钙钛矿薄膜。基于该FAsubgt;x/subgt;Cssubgt;1‑x/subgt;PbXsubgt;3/subgt;钙钛矿薄膜制备的碳基钙钛矿太阳能电池具有高的光电转换效率，并在大面积制备钙钛矿太阳能电池方面更具潜力。

技术领域

本发明属于光电材料与器件技术领域，尤其涉及一种可大面积制备FA_xCs_1-xPbX₃高质量钙钛矿薄膜的方法。

背景技术

近年来，钙钛矿太阳能电池小面积器件(1cm²)的光电转换效率已经从2009年的3.8％迅速飙升至25.7％；高效率、低成本使得钙钛矿太阳能电池正逐渐走向商业化，而由于大面积沉积钙钛矿薄膜的技术瓶颈和低的化学稳定性限制了钙钛矿太阳能电池的商业化应用。通过检索查阅现有技术发现，采用滴涂法、旋涂法、喷涂、刮涂等方法可制备大面积钙钛矿薄膜，且研究者发现FACs基钙钛矿太阳能电池具有高效率，稳定性好等特点，被开发用于制备高稳定性有机-无机杂化钙钛矿薄膜和电池器件，进而推动了钙钛矿太阳能电池的商业化应用。

作为光吸收材料，FA_xCs_1-xPbX₃(X为Cl、Br、I、SCN中的一种或多种混合，0x1)钙钛矿因其具有较为合适的带隙、热稳定性高等特点被认为是最具前途的一类钙钛矿材料。目前，FA_xCs_1-xPbX₃基小面积器件的效率虽然也已经超过25％，但目前所采用的方法主要包括一步法旋涂工艺和无机组分(PbX₂/CsX)/有机组分(FAX)依次沉积的两步法工艺，其中一步法旋涂工艺由于其自身限制，无法应用到大面积沉积钙钛矿薄膜，而两步法沉积工艺容易造成有机组分或无机组分反应不完全而影响薄膜质量，降低器件。为此，开发一种可大面积制备FA_xCs_1-xPbX₃高质量钙钛矿薄膜的方法是非常重要的方向。

发明内容

为了解决上述已有技术存在的不足以及为满足大面积制备钙钛矿太阳能电池的需求，本发明提出一种可大面积制备FA_xCs_1-xPbX₃高质量钙钛矿薄膜的方法，具体涉及采用大面积沉积方法分步沉积钙钛矿前驱体薄膜CsX/PbX₂/DMAX(其中DMA为二甲基胺，分子式为C₂H₈XN)和有机组分FAX(其中FA为甲脒阳离子，分子式为CH(NH₂)₂X)以及真空辅助的方法来制备FA_xCs_1-xPbX₃钙钛矿薄膜，实现薄膜面积在1×1cm²≤S(薄膜面积)≤60×60cm²范围内可控调节，从而满足大面积制备高质量钙钛矿太阳能电池的需求。本发明的具体技术方案如下：

一种可大面积制备FA_xCs_1-xPbX₃高质量钙钛矿薄膜的方法，包括以下步骤：