[發明專利]一種高質量無機鈣鈦礦薄膜及其制備方法和在太陽能電池中的應用

有效

• 申請號: 201710335938.2
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107204379B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 胡勁松;劉杰;葛倩慶
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所;中國科學院大學
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0264
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;牛艷玲

1.一種無機鈣鈦礦薄膜的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

(1)配制無機鈣鈦礦前驅體溶液，所述無機鈣鈦礦前驅體溶液的溶劑為所述無機鈣鈦礦前驅體的良溶劑和揮發性較所述良溶劑慢且能增進前驅體溶解度的有機溶劑的混合溶劑；所述無機鈣鈦礦前驅體的良溶劑和揮發性較所述良溶劑慢且能增進前驅體溶解度的有機溶劑的體積比為3～12:1；所述無機鈣鈦礦前驅體溶液的濃度為0.45～0.85mol/L；

所述無機鈣鈦礦前驅體包括如下組分中的至少一種：

(a)至少一種結構式為AX的化合物和至少一種結構式為BX₂的化合物，

(b)至少一種ABX₃型無機鈣鈦礦材料；

其中，A選自Cs⁺，Rb⁺中的一種或其混合物；B選自Pb²⁺，Sn²⁺，Ge²⁺中的一種或其混合物；X選自Br^-，I^-中的一種或其混合物；

(2)將步驟(1)的無機鈣鈦礦前驅體溶液涂覆到基底表面，制備得到無機鈣鈦礦前驅體薄膜；

(3)將步驟(2)的無機鈣鈦礦前驅體薄膜進行退火處理，制備得到無機鈣鈦礦薄膜。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，A選自Cs⁺；B選自Pb²⁺；X選自Br^-，I^-中的一種或其混合物。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述結構式為AX的化合物與結構式為BX₂的化合物的摩爾比為0.90～1.10:1。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述結構式為AX的化合物與結構式為BX₂的化合物的摩爾比為0.95～1.05:1。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述結構式為AX的化合物與結構式為BX₂的化合物的摩爾比為1:1。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述無機鈣鈦礦材料為CsPbI_3-xBr_x，其中，0≤x≤3。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述無機鈣鈦礦材料為CsPbI_3-xBr_x，其中，0.5≤x≤2。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述無機鈣鈦礦材料為CsPbI_3-xBr_x，其中，1≤x≤1.5。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述無機鈣鈦礦材料為CsPbI₂Br，CsPbI_1.8Br_1.2或CsPbI_1.6Br_1.4。

10.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述無機鈣鈦礦前驅體的良溶劑選自N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)；所述揮發性較所述良溶劑慢且能增進前驅體溶解度的有機溶劑選自二甲基亞砜(DMSO)。

11.根據權利要求1-10任一項所述的制備方法，步驟(1)中，所述無機鈣鈦礦前驅體溶液的濃度為0.6～0.7mol/L。

12.根據權利要求10所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，具體包括如下步驟：將無機鈣鈦礦前驅體溶解到所述DMF和DMSO的混合溶劑中，室溫下攪拌1～5小時，過濾，制備得到所述無機鈣鈦礦前驅體溶液。