[發明專利]一種高效無機CsPbI3

有效

• 申請號: 202110243228.3
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113061090B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 蘭偉;靳志文;趙靜;王倩
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: C07C209/62
• 分類號: C07C209/62;C07C209/74;C07C209/84;C07C211/04;H01L31/0264
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 劉紅陽

本發明屬于N,N?二甲基碘化銨(DMAI)制備方法領域，具體涉及一種高效無機CsPbI₃鈣鈦礦中有機摻雜劑DMAI的制備方法。通過混合不同比例的氫碘酸(HI)與N,N?二甲基甲酰胺(DMF)制備的DMAI，可以作為無機CsPbI₃鈣鈦礦薄膜制備的有機添加劑，能夠顯著改善薄膜的表面光滑度和晶粒尺寸，在一定程度上減少薄膜缺陷，增強載流子的輸運能力，最終提升鈣鈦礦電池的光電轉換效率。

技術領域

本發明屬于N,N-二甲基碘化銨制備方法領域，具體涉及一種高效無機CsPbI₃鈣鈦礦中有機摻雜劑DMAI的制備方法。

背景技術

經過十幾年的發展，鈣鈦礦電池的光電轉換效率已經從原來3.8％提升到目前25.5％，逐漸逼近理論效率，展現出了廣闊的應用前景。無機CsPbI₃鈣鈦礦材料由于具有良好的熱穩定性，合適的帶隙寬度(1.72eV)，由其構成的全無機鈣鈦礦電池具有類似于有機無機雜化鈣鈦礦電池的優異光電性能，在光伏領域展現出巨大的發展潛力。值得關注的是，鈣鈦礦電池的光電轉換效率與鈣鈦礦薄膜材料的質量有著直接的緊密關系。研究發現當鈣鈦礦薄膜中存在較多孔洞、晶粒尺寸小、覆蓋度低時，晶界會明顯增多，這可能增大CsPbI₃鈣鈦礦材料發生相變的概率，更為重要的是會顯著降低鈣鈦礦電池的光電轉換效率。因此獲得結晶度高、表面光滑且均勻的鈣鈦礦薄膜對于提升鈣鈦礦電池效率至關重要。

發明內容

本發明克服了現有技術缺陷，提供一種高效無機CsPbI₃鈣鈦礦中有機摻雜劑DMAI的制備方法，通過混合不同比例的氫碘酸(HI)與N,N-二甲基甲酰胺(DMF)制備了N,N-二甲基碘化銨(DMAI)，可以作為有機添加劑，能夠顯著改善鈣鈦礦薄膜的光滑度及晶粒尺寸，一定程度上減少了薄膜缺陷，增強載流子的輸運能力，最終提升鈣鈦礦電池的光電轉換效率。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案具體如下：

一種高效無機CsPbI₃鈣鈦礦中有機摻雜劑DMAI的制備方法，包括以下步驟

S1、將氫碘酸和N,N-二甲基甲酰胺混合，得到溶液A；

S2、將溶液A處理得到粘稠狀物質；

S3、將粘稠狀物質加入乙醇溶解，溶解成溶液B；

S4、將乙醚倒入溶液B中，萃取出沉淀物，將其標記為C沉淀物；

S5、將上述制備好的C沉淀物在烘箱中干燥，得到DMAI(N,N-二甲基碘化銨)粉末。

氫碘酸和N,N-二甲基甲酰胺的體積比為1∶1～4∶1。

所述溶液A采用水浴鍋旋蒸，獲得粘稠狀物質，旋蒸溫度為70℃～90℃，加熱時間為3～4.5h。

乙醇和粘稠狀物質的質量比為：1∶1～2∶1。

所述乙醚的體積是溶液B中的乙醇體積量的4～6倍。

所述沉淀物通過干燥處理獲得DMAI，干燥溫度為30℃～45℃，時間為4h～6h。

本發明的有益效果為：本發明制備出的DMAI作為添加劑，加入到CsPbI₃鈣鈦礦中增加載流子的輸運能力，提高鈣鈦礦電池的光電轉換效率。

本發明制備的DMAI粉末可加入到鈣鈦礦材料中，在一定程度上提高鈣鈦礦電池的穩定性和光電性能。

利用本發明技術得到的DMAI粉末細膩、I^-離子含量高、結晶度高等特點，可作為表面光滑、致密的CsPbI₃鈣鈦礦薄膜制備的添加劑。

附圖說明

圖1為所制的有機摻雜劑DMAI的SEM圖；