[發(fā)明專利]一種無鉛錫鈣鈦礦太陽電池薄膜的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711126086.2
• 申請(qǐng)日: 2017-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN107958957A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李長(zhǎng)英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西聚潔瀚化工有限公司
• 主分類號(hào): H01L51/48
• 分類號(hào): H01L51/48
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司61220
• 代理人: 韓素蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無鉛錫鈣鈦礦太陽電池薄膜的制備方法。

背景技術(shù)

有機(jī)/無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽能電池具有能量轉(zhuǎn)換效率高和加工成本低的優(yōu)點(diǎn)，近年來受到廣泛關(guān)注，被Science雜志列為2013年度十大科學(xué)突破之一。有機(jī)/無機(jī)雜化的鈣鈦礦材料作為太陽能電池光吸收層的優(yōu)勢(shì)在于具有優(yōu)良的雙極性載流子輸運(yùn)性能，并且隨著元素的替換或引入，其能隙在一定范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)，并同時(shí)保持著穩(wěn)定的面心立方結(jié)構(gòu)。目前鈣鈦礦吸收層的制備方法主要有一步溶液法、連續(xù)沉積法、氣相蒸發(fā)法等，其中，一步溶液法工藝簡(jiǎn)單易行，應(yīng)用十分廣泛。現(xiàn)階段，由于含金屬Pb的鈣鈦礦吸收層消光系數(shù)較高、帶隙寬度合適，對(duì)其研究最為深入，但由于Pb對(duì)環(huán)境危害較大，如用無害元素替代Pb，將會(huì)對(duì)環(huán)境更加友好。近年來，采用sn取代Pb制備錫鈣鈦礦太陽電池薄膜的研究日趨增多，這對(duì)于探索制備無鉛鈣鈦礦太陽電池具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種無鉛錫鈣鈦礦太陽電池薄膜的制備方法。

本發(fā)明所述一種無鉛錫鈣鈦礦太陽電池薄膜的制備方法，包括以下制備步驟：

（1）將濃度為57%的HI溶液與濃度為40%的甲胺溶液按照體積比1:2.4混合后，置于冰浴環(huán)境下磁力攪拌2h使其充分反應(yīng)；

（2）然后將溶液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，設(shè)定旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的溫度為70℃，直至得到白色晶體；

（3）再將白色晶體置于溫度為100℃的真空干燥箱中保溫24h，即得到干燥的甲基碘化銨白色晶體；

（4）將FT0導(dǎo)電玻璃先后用蒸餾水、酒精和丙酮超聲清洗10min，然后再在導(dǎo)電玻璃上面旋涂Ti0₂多孔支架層，轉(zhuǎn)速為3500轉(zhuǎn)每分鐘，旋涂時(shí)間為60秒；

（5）隨后將旋涂好支架層的玻璃片置于加熱板上，在500℃下保持30rain，使Ti0₂結(jié)晶；

（6）稱取鹵化錫與甲基碘化銨溶于DMF中，混合配制成一定濃度的前驅(qū)體溶液，將配制好的前驅(qū)體溶液置于超聲振蕩儀中超聲振蕩10min以促進(jìn)反應(yīng)物的充分溶解和反應(yīng)；

（7）將前驅(qū)體溶液旋涂于Ti0₂多孔支架層上，轉(zhuǎn)速為1000-3500轉(zhuǎn)每分鐘，旋涂時(shí)間為60-80S，然后將旋涂好前驅(qū)體溶液的玻璃片置于加熱板上，在100-150℃下保持5-8min后即得。

優(yōu)選地，所述步驟（7）的轉(zhuǎn)速為2800轉(zhuǎn)每分鐘，旋涂時(shí)間為80S，然后將旋涂好前驅(qū)體溶液的玻璃片置于加熱板上，在120℃下保持8min。

本發(fā)明所述方法制備的無鉛錫鈣鈦礦太陽電池薄膜，具有最低的禁帶寬度，其結(jié)晶性能優(yōu)于其他成分的鈣鈦礦薄膜。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1。

本發(fā)明所述一種無鉛錫鈣鈦礦太陽電池薄膜的制備方法，包括以下制備步驟：

（1）將濃度為57%的HI溶液與濃度為40%的甲胺溶液按照體積比1:2.4混合后，置于冰浴環(huán)境下磁力攪拌2h使其充分反應(yīng)；

（2）然后將溶液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，設(shè)定旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的溫度為70℃，直至得到白色晶體；

（3）再將白色晶體置于溫度為100℃的真空干燥箱中保溫24h，即得到干燥的甲基碘化銨白色晶體；

（4）將FT0導(dǎo)電玻璃先后用蒸餾水、酒精和丙酮超聲清洗10min，然后再在導(dǎo)電玻璃上面旋涂Ti0₂多孔支架層，轉(zhuǎn)速為3500轉(zhuǎn)每分鐘，旋涂時(shí)間為60秒；

（5）隨后將旋涂好支架層的玻璃片置于加熱板上，在500℃下保持30rain，使Ti0₂結(jié)晶；

（6）稱取鹵化錫與甲基碘化銨溶于DMF中，混合配制成一定濃度的前驅(qū)體溶液，將配制好的前驅(qū)體溶液置于超聲振蕩儀中超聲振蕩10min以促進(jìn)反應(yīng)物的充分溶解和反應(yīng)；

（7）將前驅(qū)體溶液旋涂于Ti0₂多孔支架層上，轉(zhuǎn)速為1000-3500轉(zhuǎn)每分鐘，旋涂時(shí)間為60-80S，然后將旋涂好前驅(qū)體溶液的玻璃片置于加熱板上，在100-150℃下保持5-8min后即得。

實(shí)施例2。

本發(fā)明所述一種無鉛錫鈣鈦礦太陽電池薄膜的制備方法，包括以下制備步驟

（1）將濃度為57%的HI溶液與濃度為40%的甲胺溶液按照體積比1:2.4混合后，置于冰浴環(huán)境下磁力攪拌2h使其充分反應(yīng)；

（2）然后將溶液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，設(shè)定旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的溫度為70℃，直至得到白色晶體；

（3）再將白色晶體置于溫度為100℃的真空干燥箱中保溫24h，即得到干燥的甲基碘化銨白色晶體；