[發明專利]基于迷宮型CsPbI2

在審

• 申請號: 202010566449.X
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111739962A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 于華;張富;于月
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: H01L31/032
• 分類號: H01L31/032;H01L31/0725;H01L31/18
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 房立普

本發明公開了一種基于迷宮型CsPbI₂Br無機鈣鈦礦薄膜的制備方法及太陽能電池，所述制備方法包括以下步驟：在基底上旋涂CsPbI₂Br前驅體溶液，制備得到鈣鈦礦薄膜；將所述鈣鈦礦薄膜放置在24?27℃的手套箱中靜置15?30min；然后在158?164℃下退火9～11min，得到迷宮型CsPbI₂Br鈣鈦礦薄膜。本發明制備得到的迷宮型CsPbI₂Br無機鈣鈦礦薄膜應用到鈣鈦礦?硅疊層器件中可以減少入射光的反射損失，增加光的吸收；對光的響應范圍為350nm～650nm之間，能夠很好地彌補硅電池對于這一部分光吸收不足的缺點；能夠很好地解決目前普遍應用于疊層器件的有機?無機雜化材料的熱不穩定性問題，降低了對于應用環境的條件要求。

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，特別涉及一種基于迷宮型CsPbI₂Br無機鈣鈦礦薄膜的制備方法及太陽能電池。

背景技術

鈣鈦礦太陽能電池自2016年報道以來，由于其優越的熱穩定性、可柔性制備等特點而備受關注，效率從最初報道的3.8％快速增長到目前的25％以上。因而有望成為具有高效率、低成本、全固態、柔性可穿戴等優點的新一代太陽能電池。

CsPbI₂Br鈣鈦礦太陽能電池經過4年左右時間的發展，單結鈣鈦礦器件效率已經從最初的的9.84％提升到了目前的17％以上，趕上了有機-無機雜化鈣鈦礦器件的轉化效率。CsPbI₂Br鈣鈦礦材料有相比于有機-無機雜化鈣鈦礦材料有著優越的熱穩定性，能夠適應高溫環境的工作。其1.92eV的帶隙主要吸收350nm-650nm的太陽光，彌補了硅電池對于這一范圍光吸收的不足。此外該形貌有助于增加與透明電極的接觸面積，促進電荷傳輸。綜上所述，CsPbI₂Br鈣鈦礦材料在鈣鈦礦-硅疊層器件中具有很大的應用潛力。然而，目前頂電池由于其光滑、大晶粒的薄膜表面增大了對于入射光的反射損失。對于這一問題的解決，大多工作致力于在透明電極上沉積減反射膜，很少有工作通過調控鈣鈦礦薄膜的表面形貌來降低反射率。

發明內容

針對上述問題，本發明旨在提供一種基于迷宮型CsPbI₂Br無機鈣鈦礦薄膜的制備方法及疊層太陽能電池。

本發明的技術方案如下：

一方面，提供一種基于迷宮型CsPbI₂Br無機鈣鈦礦薄膜的制備方法，包括以下步驟：

在基底上旋涂CsPbI₂Br前驅體溶液，制備得到鈣鈦礦薄膜；

將所述鈣鈦礦薄膜放置在24-27℃的手套箱中靜置15-30min；

然后在158-164℃下退火9～11min，得到迷宮型CsPbI₂Br鈣鈦礦薄膜。

作為優選，所述CsPbI₂Br前驅體溶液通過將PbI₂，PbBr₂，CsI溶解到有機溶劑中，加熱攪拌至完全溶解制備而來。

作為優選，所述有機溶劑為N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)、N,N-二甲基乙酰胺(DMA)、四甲基亞砜中的任一種。

作為優選，所述手套箱的溫度為25℃，靜置時間為25min，退火溫度為160℃，退火時間為10min。

所述迷宮型CsPbI₂Br無機鈣鈦礦薄膜的形成機理如下：

(1)靜置階段：旋涂后的前驅體薄膜中將剩余少量的有機溶劑，在室溫靜置的過程中，少量的有機溶劑會促進前驅體在垂直于基底的方向擴散，由于制備前驅體的有機溶劑的沸點較高，例如，MDSO的沸點為189℃，因此，此過程中主要以前驅體擴散為主。