[發(fā)明專利]一種增大鈣鈦礦CH3NH3PbI3晶粒以改善薄膜結(jié)晶質(zhì)量的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710329080.9
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN107134531B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高斐;王昊旭;雷婕;李娟;姜杰軒;胡西紅
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西師范大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L51/42
• 分類號(hào): H01L51/42;H01L51/48
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責(zé)任公司 61201
• 代理人: 高雪霞

本發(fā)明公開了一種增大鈣鈦礦CH₃NH₃PbI₃晶粒以改善薄膜結(jié)晶質(zhì)量的方法，該方法在采用旋涂法制備鈣鈦礦薄膜的過程中，通過對鈣鈦礦CH₃NH₃PbI₃前驅(qū)液施加強(qiáng)而穩(wěn)定的磁場，促進(jìn)了鈣鈦礦CH₃NH₃PbI₃成膜過程中晶粒的長大，增加了鈣鈦礦晶粒尺寸，提高了結(jié)晶質(zhì)量、降低了缺陷密度，從而提高了CH₃NH₃PbI₃薄膜太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率和壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能電池制作技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種增大鈣鈦礦CH₃NH₃PbI₃晶粒以改善薄膜結(jié)晶質(zhì)量的方法。

背景技術(shù)

鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)是近幾年出現(xiàn)發(fā)展速度很快的第三代太陽能電池，是目前最有希望取代硅電池的一種技術(shù)。鈣鈦礦太陽能電池效率高，制作工藝簡單，成本低廉，環(huán)境友好并可應(yīng)用于制作柔性襯底太陽能電池。鈣鈦礦太陽能電池的諸多優(yōu)點(diǎn)為其未來進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，是當(dāng)下太陽能電池研究的最重要的領(lǐng)域和發(fā)展方向，具有廣闊的市場前景。

在鈣鈦礦太陽能電池的制作過程中，為了幫助鈣鈦礦CH₃NH₃PbI₃膜層的結(jié)晶生長，需要在鈣鈦礦旋涂過程中滴加反溶劑氯苯來幫助甲氨基碘和碘化鉛析出并結(jié)晶形成鈣鈦礦，并在隨后退火過程中晶粒進(jìn)一步長大。鈣鈦礦CH₃NH₃PbI₃薄膜的晶粒尺寸決定了鈣鈦礦太陽能電池的性能，晶粒尺寸越大，缺陷密度越小，光電轉(zhuǎn)換效率越高，鈣鈦礦膜層越穩(wěn)定，使用壽命越長且對水、氧的敏感度降低。當(dāng)前的旋涂工藝中，鈣鈦礦結(jié)晶過程較快，對鈣鈦礦CH₃NH₃PbI₃成膜質(zhì)量有所影響，限制了晶粒的長大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有工藝制備的鈣鈦礦CH₃NH₃PbI₃薄膜中晶體結(jié)晶質(zhì)量差、晶粒尺寸小、缺陷密度高的問題，提供一種通過施加磁場，增大鈣鈦礦CH₃NH₃PbI₃晶粒以改善薄膜結(jié)晶質(zhì)量的方法。

解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案由下述步驟組成：

1、采用水溶液沉積法，在清洗干凈的FTO導(dǎo)電玻璃表面沉積致密型TiO₂層。

2、采用旋涂法在致密型TiO₂層上制備鈣鈦礦CH₃NH₃PbI₃薄膜，并且在旋涂過程中，對鈣鈦礦CH₃NH₃PbI₃前驅(qū)液施加磁場。

上述在旋涂過程中，對鈣鈦礦CH₃NH₃PbI₃前驅(qū)液施加的磁場強(qiáng)度為30～ 120mT，優(yōu)選磁場強(qiáng)度為70～90mT。