[發(fā)明專利]二元混合溶劑體系及其在制備鈣鈦礦材料中的用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910025745.6
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN109599490B
• 公開（公告）日: 2023-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉秋菊;葛文奇;范春琳;白華;田清勇;范斌
• 申請（專利權(quán)）人: 昆山協(xié)鑫光電材料有限公司
• 主分類號: H10K71/15
• 分類號: H10K71/15
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

本發(fā)明公開了一種二元混合溶劑體系及其在制備鈣鈦礦材料中的用途。所述二元混合溶劑體系包括胺類化合物以及乙醇。本發(fā)明還公開了一種鈣鈦礦前驅(qū)體溶液，包括鈣鈦礦前驅(qū)體及溶劑，所述溶劑包括胺類化合物以及乙醇。本發(fā)明還公開了一種鈣鈦礦薄膜的制備方法，包括在室溫下對前述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液進行成膜處理，制得鈣鈦礦薄膜。本發(fā)明將胺類化合物?乙醇二元混合溶劑體系用于一步旋涂法制備鈣鈦礦薄膜的前驅(qū)體溶劑，簡化了前驅(qū)體溶液制備工藝，減少了不可控因素的發(fā)生，可以方便快捷的制備大面積高質(zhì)量的鈣鈦礦薄膜，所獲鈣鈦礦薄膜不需要任何退火后處理過程，簡化了工藝流程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鈣鈦礦前驅(qū)體溶液制備及其制造領(lǐng)域，特別涉及一種全新的低沸點二元混合溶劑體系及其用于快速制備鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的方法，以及在制備鈣鈦礦材料中的用途。

背景技術(shù)

近年來，隨著第三代薄膜太陽能電池領(lǐng)域的飛速發(fā)展，基于CH₃NH₃PbI₃這一類有機無機雜化鈣鈦礦材料作為光伏領(lǐng)域的一顆新星，因具有低成本、可溶液加工、高的光吸收性能、優(yōu)異的電子性能諸多優(yōu)勢，在短短的幾年間其光電轉(zhuǎn)換效率由2009年的3.8％急劇增加到如今的23.2％，在未來的綠色能源領(lǐng)域顯示出了前所未有的優(yōu)勢。眾所周知，鈣鈦礦活性層的質(zhì)量直接制約著其電池性能。目前鈣鈦礦薄膜的制備方法主要有兩種：一步旋涂法和兩步旋涂法，一步法制備鈣鈦礦薄膜方便快捷，被認為最有可能應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)的一種制備鈣鈦礦薄膜的方法。

目前，現(xiàn)有鈣鈦礦一步旋涂法通常用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)、γ-丁內(nèi)酯(GBL)作為溶劑體系，這些溶劑體系的毒性大、沸點高，且溶劑不易揮發(fā)。同時溶劑的毒性因素也是制約這類材料發(fā)展的限制之一。

現(xiàn)有鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的方法的局限性主要在于：一步旋涂法制備鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的方法只涉及高沸點溶劑，溶劑毒性較大且溶解性較差，始終制約著高濃度鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的制備，且溶液狀態(tài)不穩(wěn)定，限制了大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，未能從實驗室走進實際生產(chǎn)實踐中去。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種低沸點、低毒的二元混合溶劑體系及其作為鈣鈦礦前驅(qū)體溶劑的用途。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種鈣鈦礦前驅(qū)體溶液。

本發(fā)明的另一目的還在于提供所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液在鈣鈦礦薄膜的制備方法中的用途。

為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

本發(fā)明實施例提供了一種二元混合溶劑體系于制備鈣鈦礦材料中的用途，所述二元混合溶劑體系包括體積比為0.1～1：0.1～2的胺類化合物以及乙醇。

本發(fā)明實施例還提供了一種鈣鈦礦前驅(qū)體溶液，包括鈣鈦礦前驅(qū)體及溶劑，所述溶劑包括體積比為0.1～1：0.1～2的胺類化合物以及乙醇。

本發(fā)明實施例還提供了一種鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的制備方法，其包括：

提供溶劑，所述溶劑包括體積比為0.1～1：0.1～2的胺類化合物以及乙醇；

將鈣鈦礦前驅(qū)體與溶劑混合均勻，獲得澄清、透明的鈣鈦礦前驅(qū)體溶液。

本發(fā)明實施例還提供了一種鈣鈦礦薄膜的制備方法，其包括：

提供鈣鈦礦前驅(qū)體溶液，所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液包括鈣鈦礦前驅(qū)體及溶劑，所述溶劑包括體積比為0.1～1：0.1～2的胺類化合物以及乙醇；

在室溫下對所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液進行成膜處理，制得鈣鈦礦薄膜。

本發(fā)明實施例還提供了由前述方法制備的鈣鈦礦薄膜，其中的晶粒之間接觸緊密，且晶粒尺寸在1402nm以下。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點包括：