[發明專利]鹵代物鈣鈦礦及其制備方法、太陽能電池的制備方法

在審

• 申請號: 201410765303.2
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN105789452A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 李春圓;張志勇;趙鎖義;趙煒
• 申請（專利權）人: 西安寶萊特光電科技有限公司
• 主分類號: H01L51/46
• 分類號: H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

技術領域

本發明屬于光電材料技術領域，具體涉及一種鹵代物鈣鈦礦及其制備方法、太陽能電池的制備方法。

背景技術

面對日益緊張的能源和環境危機，對新能源、可再生能源的需求日趨迫切，如何更有效、更低成本地利用取之不盡用之不竭的太陽能一直備受關注。然而傳統的硅太陽能電池由于成本高、硅提純過程對環境污染大等問題，使其大規模應用受到一定限制。因此，尋找低成本、環境友好的新型太陽能電池成為普遍關注的重點。

1991年，Gr?tzel等將多孔TiO2薄膜用于染料敏化太陽能電池，獲得了7.1%的光電轉換效率，使染料敏化太陽能電池引起了世界各國研究人員的關注(O’ReganB，Gr?tzelM.，Nature，1991，353：737)。雖然經過20余年的發展，染料敏化太陽能電池取得了一定的研究進展，但仍然存在諸多問題有待解決，難以與傳統的硅太陽能電池相媲美，尤其是光電轉換效率，一直難以達到硅太陽能電池的水平。

最近，出現了一種新型薄膜太陽能電池，這種電池采用了鈣鈦礦結構的(CH3NH3)PbI3，因此被稱為鈣鈦礦型薄膜太陽能電池，因其采用全固態形式，既可以避免液體電解質帶來的問題，又可以獲得高轉換效率，短短幾年其光電轉換效率從2009年的3.8%（KojimaA，TeshimaK，ShiraiY，MiyasakaT.，J.Am.Chem.soc.，2009，131：6050-6051.）增長到2014年的19.3%（ZhouHuanping，ChenQi，LiGang，LuoSong，SongTzebing，DuanHsinsheng，HongZiruo，YouJingbi，LiuYongsheng，YangYang.Science，2014，345：542-546.），因而備受關注。

這類材料具有一定的毒性，容易對環境造成污染。含鉛鹵代鈣鈦礦是一類新型的光電轉換材料，在太陽能光伏方向有非常好的應用前景。探索新型的鈣鈦礦太陽能光伏材料及其器件制備方法，以獲得較高恩能夠來那個轉化效率并具有較低的成本，具有重大意義。

發明內容

為解決現有存在的技術問題，本發明實施例提供一種鹵代物鈣鈦礦及其制備方法、太陽能電池的制備方法。

為達到上述目的，本發明實施例的技術方案是這樣實現的：

本發明實施例提供一種鹵代物鈣鈦礦，所述鹵代物鈣鈦礦的化學通式為APbX₃或APb(X_nY_1-n)₃，其中，A為CH₃NH₃⁺或N(CH₃)₄⁺或CH(NH₂)₂⁺，Pb為二價，X和Y均為鹵素氯或溴或碘，0≤n≤1。

上述方案中，所述鹵代物鈣鈦APbX₃或APb(X_nY_1-n)₃均包含CH₃NH₃PbI₃，CH₃NH₃PbBr₃，CH₃NH₃PbI₂Cl，CH₃NH₃PbICl₂，N(CH₃)₄PbI₃，N(CH₃)₄PbBr₃，N(CH₃)₄PbCl₃。

本發明實施例還提供一種鹵代物鈣鈦礦的制備方法，其特征在于，該方法通過以下步驟實現：

步驟101：將原料PbX₂加入到N,N’-二甲基甲酰胺（DMF）或氫鹵酸中，X為鹵素氯或溴或碘；

步驟102：向步驟101制得的溶液中加入甲胺鹽或四甲基胺鹽，直接得到鈣鈦礦的溶液；

步驟103：將步驟102制得的溶液中的溶劑減壓去除，得到鈣鈦礦固體，該固體于80℃真空干燥24小時，于手套箱中保存。

上述方案中，所述步驟102制得的溶液需在氮氣保護下于60~80℃反應5~10小時。