[發明專利]一種鈣鈦礦晶體薄膜的制備方法

在審

• 申請號: 202010956491.2
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112133837A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 畢恩兵;陳漢;邵冒磊
• 申請（專利權）人: 上海黎元新能源科技有限公司
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48;H01L51/42;C30B7/14;C30B29/12
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 郎祺

本發明公開了一種鈣鈦礦晶體薄膜的制備方法，包括以下步驟：S1、制備碘化鉛薄膜；S2、將含甲脒氫碘酸鹽的混合物溶于有機溶劑中，摻入去離子水，混合均勻后滴加到經步驟S1制得的所述薄膜表面，靜置一段時間后進行涂覆，并在惰性氣氛下進行退火處理，制得鈣鈦礦晶體薄膜。采用本發明方法能夠有效提高鈣鈦礦晶體薄膜的結晶轉化并有效地增大晶粒的尺寸；與現有技術相比，本發明方法更加精確且能從內部直接改善晶體結晶狀態，在增強鈣鈦礦結晶性方面有著更大的優勢。

技術領域

本發明涉及太陽能應用技術領域，尤其涉及一種鈣鈦礦晶體薄膜的制備方法。

背景技術

目前制備鈣鈦礦薄膜的方法中，由于碘化鉛(PbI₂)薄膜在第一步中已經優先部分結晶，導致第二步甲脒氫碘酸鹽(FAI)與碘化鉛(PbI₂)反應不充分、不迅速，致使得到的鈣鈦礦薄膜出現晶粒較小、薄膜表面較為粗糙等問題。而鈣鈦礦薄膜的結晶性良好有助于降低其缺陷態密度、減少載流子的復合。因此，研究人員通常采取在一定濕度環境下退火的方法，利用水分來改善鈣鈦礦薄膜的性能，但此種方法存在鈣鈦礦成分在過多水蒸汽氣氛下會發生分解的缺點，極難控制。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中的不足，提供一種鈣鈦礦晶體薄膜的制備方法，該方法通過在含甲脒氫碘酸鹽的溶液中摻入去離子水，能夠顯著增強鈣鈦礦晶體薄膜的結晶性能。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是：

本發明提供一種鈣鈦礦晶體薄膜的制備方法，包括以下步驟：

S1、制備碘化鉛薄膜；

S2、將含甲脒氫碘酸鹽的混合物溶于有機溶劑中，摻入去離子水，混合均勻后滴加到經步驟S1制得的所述薄膜表面，靜置一段時間后進行涂覆，并在惰性氣氛下進行退火處理，制得鈣鈦礦晶體薄膜。

優選地，S1中，所述碘化鉛薄膜中還添加有PbBr₂、PbCl₂、Pb(SCN)₂、Pb(CH₃COO)₂、CsI和CsCl中的一種或幾種。

優選地，S2中，所述混合物還包括甲脒氫氯酸鹽FACl、甲脒氫溴酸鹽FABr、甲脒硫氰酸鹽FASCN、甲胺氫氯酸鹽MACl、甲胺氫溴酸鹽MABr、甲胺氫碘酸鹽MAI和甲胺硫氰酸鹽MASCN中的一種或幾種。

優選地，S2中，所述混合物由甲脒氫碘酸鹽FAI、甲胺氫氯酸鹽MACl、甲胺氫溴酸鹽MABr按照80：8：8的質量比混合而成。

優選地，S2中，所述有機溶劑為異丙醇、甲苯、氯苯、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、異丁醇、對二甲苯、二乙醚、丁醇、丙醇和氯仿中的一種或幾種。

優選地，S2中，所述去離子水的摻入量占所述含甲脒氫碘酸鹽的溶液總體積的比為0.01-10％。

優選地，S2中，所述退火處理的具體過程為：在100-170℃溫度條件下熱處理10-120分鐘。