专利名称：

发明

一种钙钛矿前驱体溶液、钙钛矿薄膜及其制备方法和应用

申请公布号：

CN117897022A

申请公布日：

2024-04-16

申请号：

2024100372065

申请日：

2024-01-10

申请人：

湖北大学,

地址：

430062 湖北省武汉市武昌区友谊大道368号

发明人：

吴聪聪,马睿浩,李静,任立志,金博文,左韵先,

分类号：

H10K71/12(2023.01);H10K30/40(2023.01);H10K30/50(2023.01);H10K85/50(2023.01);

专利代理机构：

深圳叁众知识产权代理事务所(普通合伙) 44434

代理人：

陈慧

最终专利权人：

摘要：

本发明公开了一种钙钛矿前驱体溶液、钙钛矿薄膜及其制备方法和应用，该钙钛矿前驱体溶液包括溶剂，以及均匀分散在所述溶剂中的铅单质和反应性聚碘化物熔体的合成物；溶剂包括N,N‑二甲基甲酰胺和二甲基亚砜；反应性聚碘化物熔体由碘单质和杂化钙钛矿有机阳离子的卤化物盐AX合成；其中，A为MA+、FA+、Cs+中的至少一种；X为I‑、Br‑、CL‑中的至少一种。该钙钛矿薄膜利用钙钛矿前驱体溶液制备而成；钙钛矿太阳能电池的光活性层采用钙钛矿薄膜。本发明利用铅单质和反应性聚碘化物熔体制备钙钛矿前驱溶液的反应为氧化还原反应，铅单质对反应性聚碘化物熔体具有高反应性，不仅减少了Pb0和I0的产生，而且提高了钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。

权利要求书：

1.一种钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，包括溶剂，以及均匀分散在所述溶剂中的铅单质和反应性聚碘化物熔体的合成物；所述的溶剂包括N,N‑二甲基甲酰胺和二甲基亚砜；所述的反应性聚碘化物熔体由碘单质和杂化钙钛矿有机阳离子的卤化物盐AX合成；其中，A为MA+、FA+、Cs+中的至少一种；X为I‑、Br‑、CL‑中的至少一种。2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述的铅单质和反应性聚碘化物熔体的摩尔比为1:1‑0.8。3.根据权利要求1所述的一种钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述的N,N‑二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的体积比为9：1。4.根据权利要求3所述的一种钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述的杂化钙钛矿有机阳离子的卤化物盐和碘单质的摩尔比为1:0.7‑0.9。5.根据权利要求1‑4任一项所述的一种钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述的钙钛矿前驱体溶液的浓度为0.7‑2M。6.一种钙钛矿薄膜，其特征在于，利用如权利要求1‑5任一项所述的一种钙钛矿前驱体溶液制备而成。7.一种如权利要求6所述的一种钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将N,N‑二甲基甲酰胺和二甲基亚砜混合，搅拌得到溶剂；S2、将杂化钙钛矿有机阳离子的卤化物盐与碘单质溶解于所述的溶剂中，并通过搅拌辅助分散，得到反应性聚碘化物熔体溶液；S3、将铅单质加入所述的反应性聚碘化物熔体溶液中，并通过搅拌辅助分散，得到共混物；S4、将所述的共混物进行蒸发和过滤处理，得到钙钛矿前驱体溶液；S5、将所述的钙钛矿前驱体溶液旋涂于基底表面，先使用反溶剂冲洗，再进行退火处理，使其充分结晶后，得到作为钙钛矿太阳能电池光活性层的钙钛矿薄膜。8.根据权利要求7所述的一种钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中蒸发的温度为90℃‑110℃，时间为8‑15分钟。9.根据权利要求7所述的一种钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中的反溶剂为氯苯，冲洗体积为0.09‑0.11mL。10.根据权利要求7或9所述的一种钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中退火的温度为100‑150℃，时间为8‑15分钟。11.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，从下到上依次包括导电衬底、致密层、介孔层、光活性层、空穴传输层，以及金属电极；所述的光活性层采用如权利要6所述的一种钙钛矿薄膜，或者如权利要求7‑10任一项所述的一种钙钛矿薄膜的制备方法制备得到的钙钛矿薄膜。

主视图

日期	最新法律状态	描述
2024-04-16	公开	公开