[發(fā)明專利]一種制備鈣鈦礦薄膜的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810770918.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-13
• 公開（公告）號(hào): CN109037453A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳秋霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陳秋霞
• 主分類號(hào): H01L51/42
• 分類號(hào): H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種制備鈣鈦礦薄膜的方法，步驟如下：將圓底燒瓶置于冰塊覆蓋之中，加入氫碘酸和甲胺水溶液，反應(yīng)2.5?3.5h后移至燒杯中，固定在82?86℃的水浴鍋蒸干至成固態(tài)粉末，清洗提純得到碘甲胺粉末，烘干；將DMSO與DMF混合，加入PbI₂，在62?68℃下加熱板攪拌35?45min；在玻璃基板上旋涂一層多孔TiO₂，480?490℃加熱35?45min，降溫后將PbI₂溶液滴加到玻璃基板上，再滴加碘甲胺異丙醇溶液，旋涂34?36s后，90?95℃加熱12?14min，再滴加碘甲胺異丙醇溶液，反應(yīng)2?4min，甩干，干燥，冷卻即得。該方法制備的鈣鈦礦薄膜具有優(yōu)異的光吸收性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備鈣鈦礦薄膜的方法。

背景技術(shù)

鈣鈦礦太陽能電池是近年開發(fā)的新型太陽能電池，以鹵族鈣鈦礦作吸收層材料，具有高效低成本的優(yōu)點(diǎn)，受到廣泛關(guān)注。鈣鈦礦太陽能電池發(fā)展迅速，其經(jīng)過認(rèn)證的光電轉(zhuǎn)化效率目前已升至22.1％，可與硅基太陽能電池相媲美，可能成為下一代的太陽能電池。然而，該電池的發(fā)展仍面臨許多基礎(chǔ)科學(xué)的挑戰(zhàn)，如效率的進(jìn)一步提升、電回滯和穩(wěn)定性等。這些問題均與鈣鈦礦薄膜的質(zhì)量關(guān)系密切，如晶粒粒徑、晶界和表面覆蓋率等。大晶粒的鈣鈦礦薄膜有利于減少晶界和缺陷，降低光吸收層內(nèi)部的電子空穴復(fù)合。同時(shí)良好的表面覆蓋率也有利于防止器件內(nèi)部短路。因此，高質(zhì)量的鈣鈦礦薄膜是制備高效鈣鈦礦太陽能電池的關(guān)鍵。目前碘鉛鈣鈦礦薄膜的制備主要有化學(xué)法和物理法，且均存在一定的優(yōu)缺點(diǎn)?；瘜W(xué)法制備鈣鈦礦薄膜成本相對(duì)低廉，其中兩步法是目前的主流方法。兩步法先制備碘化鉛薄膜，然后再與碘甲胺溶液反應(yīng)生成鈣鈦礦，制備的電池回滯較小，是制備高效太陽能電池的主要方法。兩步法制備鈣鈦礦薄膜時(shí)，主要采用單一質(zhì)量濃度的碘甲胺溶液與碘化鉛薄膜進(jìn)行反應(yīng)，仍存在質(zhì)量濃度與晶粒尺寸、薄膜覆蓋率之間的平衡問題，制約了電池效率的進(jìn)一步提升。因此，開發(fā)薄膜制備的新方法對(duì)發(fā)展高效鈣鈦礦太陽能電池至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種制備鈣鈦礦薄膜的方法。

本發(fā)明通過下面技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種制備鈣鈦礦薄膜的方法，包括如下步驟：將圓底燒瓶置于冰塊覆蓋之中，固定在水浴槽中，加入30-40份氫碘酸和25-35份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的甲胺水溶液，反應(yīng)2.5-3.5h后移至燒杯中，固定在82-86℃的水浴鍋蒸干至成固態(tài)粉末，用無水乙醇和乙醚對(duì)粉末進(jìn)行清洗提純，重復(fù)清洗5-7次后得到純白色的碘甲胺粉末，置于真空干燥箱中45-55℃烘干25-27h；將10-20份DMSO與40-50份DMF混合，加入8-12份PbI₂，在62-68℃下加熱板攪拌35-45min；在普通玻璃基板上旋涂一層多孔TiO₂，480-490℃加熱35-45min，降溫后將配置好的PbI₂溶液滴加到玻璃基板上，再滴加20-30份濃度為7.5mg/mL的碘甲胺異丙醇溶液，4500r/min旋涂34-36s后，90-95℃加熱12-14min，再滴加濃度為28mg/mL的碘甲胺異丙醇溶液，反應(yīng)2-4min，以2500r/min甩干，再于90-95℃干燥25-30min，冷卻即得；各原料均為重量份。

優(yōu)選地，所述的制備方法中，反應(yīng)3h。

優(yōu)選地，所述的制備方法中，固定在84℃的水浴鍋蒸干至成固態(tài)粉末。

優(yōu)選地，所述的制備方法中，置于真空干燥箱中50℃烘26h。

優(yōu)選地，所述的制備方法中，在65℃下加熱板攪拌40min。

優(yōu)選地，所述的制備方法中，485℃加熱40min。

優(yōu)選地，所述的制備方法中，4500r/min旋涂35s。

優(yōu)選地，所述的制備方法中，92℃加熱13min。

優(yōu)選地，所述的制備方法中，反應(yīng)3min。