[發明專利]一種鈣鈦礦薄膜光活性層材料的制備方法

在審

• 申請號: 202110815079.3
• 申請日: 2021-07-19
• 公開（公告）號: CN113555520A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 宗迎夏;劉玉梅;宗成中
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: H01L51/56
• 分類號: H01L51/56;H01L51/54;H01L51/42
• 代理公司: 山東重諾律師事務所 37228
• 代理人: 冷奎亨

本發明提供一種鈣鈦礦薄膜光活性層材料的制備方法，其包括下面的步驟:S1:制備得到CH₃NH₃PbI₃前驅液；S2：制備得到具有磁性的Sr₂MnMoO₆材料，把磁性的Sr₂MnMoO₆材料加入到CH₃NH₃PbI₃前驅液，以得到磁性的CH₃NH₃PbI₃前驅液；S3：把磁性的CH₃NH₃PbI₃前驅液經過旋涂法在基板上形成鈣鈦礦薄膜光活性層。通過在前驅液內加入磁性材料之后，則使得前驅液經過旋涂后在基板上形成的薄膜，經過試驗測試后其效率得到了提高，其機理推測為磁性材料的加入對于前驅液在的晶核生長過程中有利于控制結構的穩定性和分散性，從而產生了更為優良的電效率。

技術領域

本發明涉及一種鈣鈦礦薄膜光活性層材料的制備方法。

背景技術

太陽能是自然界中的寶貴財富，隨著清潔能源的號召和發展，近些年來通過太陽能板組件完成太陽能轉換為電能的技術一直在不斷地更新和發展。

在太陽能發電技術中，核心研究熱點之一就是鈣鈦礦太陽能電池的發展，這種類型的太陽能電池借助于鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體，對于太陽光進行吸光轉換為電能，其屬于第三代的太陽能電池產物，也因為具有諸多的優勢而活躍在近些年的研發前沿。

在太陽能電池的具體制備方法中，會涉及到鈣鈦礦薄膜光活性層材料的制備，現有技術中最為廣泛采用的方式為一步溶液沉積法，另外還存在有兩步溶液沉積法、氣相輔助溶液法等。而一步溶液沉積法由于其步驟較為簡單，適合大規模、批量化操作而應用范圍最廣。

一步溶液沉積法最基本的原理在于制備得到鈣鈦礦前驅液，然后旋涂在例如為TiO₂的基片上，然后進行退火處理，以得到薄膜層結構。然而，在這種傳統的一步溶液沉積法的制備步驟中，較為突出的一個技術問題就是形成的鈣鈦礦薄膜的形貌不佳，經過研究表明這主要是因為晶核形成過程中較為緩慢和不均勻造成的。而這種結構上的缺陷也就造成了通過這種方法得到的薄膜材料的效率不高，實用性能受到了嚴重制約。

發明內容

為解決上述技術中存在的問題，本發明提供一種加入磁性物質以改善薄膜效率不高的技術問題。

本發明提供的一種鈣鈦礦薄膜光活性層材料的制備方法，其包括下面的步驟:

S1:制備得到CH₃NH₃PbI₃前驅液；

S2：制備得到具有磁性的Sr₂MnMoO₆材料，把磁性的Sr₂MnMoO₆材料加入到CH₃NH₃PbI₃前驅液，以得到磁性的CH₃NH₃PbI₃前驅液；

S3：把磁性的CH₃NH₃PbI₃前驅液經過旋涂法在基板上形成鈣鈦礦薄膜光活性層。

上述方案的有益效果為：通過在前驅液內加入磁性材料之后，則使得前驅液經過旋涂后在基板上形成的薄膜，經過試驗測試后其效率得到了提高，其機理推測為磁性材料的加入對于前驅液在的晶核生長過程中有利于控制結構的穩定性和分散性，從而產生了更為優良的電效率。

一個優選的方案是，在所述S3中，向所述基板施加磁場，在磁場的作用下形成晶核。