[發(fā)明專利]一種應(yīng)用風(fēng)刀涂布制備鈣鈦礦太陽能電池的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711092635.9
• 申請(qǐng)日: 2017-11-08
• 公開（公告）號(hào): CN109755394B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡勁松;丁捷;葛倩慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): H01L51/48
• 分類號(hào): H01L51/48;H01L51/42;B05C11/06
• 代理公司: 北京知元同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞

1.一種有機(jī)無機(jī)復(fù)合鈣鈦礦薄膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)配制鈣鈦礦型材料的前驅(qū)體溶液；所述鈣鈦礦型材料選自ABX₃型有機(jī)無機(jī)復(fù)合的鈣鈦礦材料，所述鈣鈦礦型材料的前驅(qū)體為AX和BX₂，其中，A為CH₃NH₃⁺，CH₃CH₂NH₃⁺，NH₂CH＝NH₂⁺，Cs⁺中的一種或多種；B為Pb²⁺，Sn²⁺，Ge²⁺中的一種或多種；X選自Cl^-，Br^-，I^-中的一種或多種；

所述前驅(qū)體溶液還包含有機(jī)溶劑，所述有機(jī)溶劑選自γ-丁內(nèi)酯(GBL)、二甲基亞砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)中的一種或多種，所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的濃度為20wt％～75wt％；

(2)使用風(fēng)刀涂布所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液制備鈣鈦礦前驅(qū)體薄膜；所述風(fēng)刀的輸入氣流壓力為0.2MPa～0.6MPa；

步驟(2)通過如下方式進(jìn)行：氮?dú)庠诮?jīng)過進(jìn)氣口進(jìn)入風(fēng)刀高壓腔后，氣流通過噴嘴形成一張均衡的氣流薄膜，應(yīng)用這一氣流薄膜均勻涂布鈣鈦礦前驅(qū)體溶液；

(3)將所述鈣鈦礦前驅(qū)體薄膜在熱臺(tái)上進(jìn)行退火，得到所述有機(jī)無機(jī)復(fù)合鈣鈦礦薄膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中A為CH₃NH₃⁺；B為Pb²⁺；X為I^-。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其中AX與BX₂的摩爾比為1:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，所述前驅(qū)體溶液的有機(jī)溶劑選自DMSO與DMF的混合溶劑；

所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的濃度為45wt％～55wt％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中步驟(3)中，所述退火溫度為60℃～120℃，退火時(shí)間為5～60分鐘。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，所述有機(jī)無機(jī)復(fù)合鈣鈦礦薄膜的厚度為100nm～700nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，所述有機(jī)無機(jī)復(fù)合鈣鈦礦薄膜的厚度為130nm～350nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，所述有機(jī)無機(jī)復(fù)合鈣鈦礦薄膜的厚度為270nm～300nm。

9.一種鈣鈦礦薄膜太陽能電池的制備方法，包括權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的制備方法，以及一種電子傳輸材料薄膜的制備方法，所述電子傳輸材料薄膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)配制電子傳輸材料的前驅(qū)體溶液，所述電子傳輸材料的前驅(qū)體溶液包含下列的一種或多種金屬氧化物：二氧化鈦(TiO₂)、二氧化錫(SnO₂)、氧化鋅(ZnO)、二氧化鋯(ZrO₂)，所述前驅(qū)體溶液的濃度為1wt％～20wt％；

(2)使用風(fēng)刀涂布所述電子傳輸材料前驅(qū)體溶液制備電子傳輸材料前驅(qū)體薄膜，形成致密的金屬氧化物層，所述金屬氧化物層的厚度為10nm～40nm，所述風(fēng)刀的輸入氣流壓力為0.2MPa～0.6MPa；

(3)將所述電子傳輸材料前驅(qū)體薄膜在熱臺(tái)上進(jìn)行退火，得到所述電子傳輸材料薄膜。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，步驟(1)中所述電子傳輸材料的前驅(qū)體溶液為濃度為5wt％的SnO₂膠體水溶液；

步驟(2)形成致密的二氧化錫層，其厚度為20nm～30nm。

11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的制備方法，其中步驟(3)中所述退火溫度為100℃～180℃，退火時(shí)間為10min～30min。