[發明專利]一種甲脒銫鉛碘鈣鈦礦薄膜的化學氣相沉積制備方法及基于其的光伏器件

有效

• 申請號: 201710853055.0
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107620052B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 羅派峰;周圣穩;周宇罡;夏偉
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C23C16/30
• 分類號: C23C16/30;H01L51/48;H01L51/42
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 盧敏

1.一種甲脒銫鉛碘鈣鈦礦薄膜的化學氣相沉積制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)Cs_0.15PbI_2.15前驅體溶液的制備：按摩爾比1:0.15將PbI₂和CsI粉末溶于DMF和DMSO的混合溶劑中，形成濃度為1mol/L的Cs_0.15PbI_2.15前驅體溶液；

(2)Cs_0.15PbI_2.15前驅體薄膜的制備：在基底上旋涂Cs_0.15PbI_2.15前驅體溶液，之后放置于加熱平臺上退火，得到Cs_0.15PbI_2.15前驅體薄膜；

(3)FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜的制備：將Cs_0.15PbI_2.15前驅體薄膜轉移至管式爐中，采用原位化學氣相沉積方法在薄膜旁邊放置FAI粉末，并將石英管中氣壓抽至0.001Pa～100Pa，然后將管式爐溫度升至175℃，保溫100min后，自然冷卻至室溫，取出，即得到FA_0.85Cs_0.15PbI₃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DMF和DMSO的體積比為4:1。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)中Cs_0.15PbI_2.15前驅體溶液的旋涂速度為4000rpm、旋涂時間為30s。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述退火的溫度為100℃、退火時間為10min。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟(3)中FAI粉末的質量為5g。

6.一種基于FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜的光伏器件，其特征在于：所述光伏器件是在FTO導電玻璃表面依次沉積有作為電子傳輸層的致密層TiO₂、作為光吸收層的以權利要求1～5中任意一項所述制備方法所制得的FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜、作為空穴傳輸層的2,2’,7,7’,-[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9’-螺二芴薄膜、和頂電極。

7.根據權利要求6所述的光伏器件，其特征在于：所述電子傳輸層的厚度為40～50nm，所述光吸收層的厚度為100～300nm，所述空穴傳輸層的厚度為100～200nm，所述頂電極的厚度為90～150nm。

8.一種權利要求6或7所述基于FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜的光伏器件的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將FTO導電玻璃清洗、吹干；

(2)在FTO導電玻璃表面沉積致密層TiO₂作為電子傳輸層；

(3)以權利要求1～5中任意一項所述制備方法在所述電子傳輸層上形成FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜，作為光吸收層；

(4)在所述FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜上制備2,2’,7,7’,-[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9’-螺二芴作為空穴傳輸層；

(5)在所述空穴傳輸層上蒸鍍Ag作為頂電極，即得基于FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜的鈣鈦礦光伏器件。