[发明专利]一种Sr-Pb二元金属复合钙钛矿材料及其制备和应用方法

权利要求书

1.一种Sr-Pb二元金属复合钙钛矿材料，其特征在于，其由卤化甲基胺、卤化铅、卤化锶，以及N,N-二甲基甲酰胺DMF、γ-丁内酯或者二甲基亚DMSO溶剂配制成；

其中各成份摩尔百分比为：卤化铅和卤化锶混合物之和，与卤化甲基胺的比例为1：1～1：2；所述卤化铅和卤化锶混合物中，卤化铅10～90％、卤化锶10～90％；所述卤化甲基胺、卤化铅、卤化锶溶解在N,N-二甲基甲酰胺DMF、γ-丁内酯或者二甲基亚DMSO溶剂中形成溶液，作为Sr-Pb二元金属复合钙钛矿材料，所述卤化甲基胺、卤化铅、卤化锶占材料总质量的10％～60％。

2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述卤化甲基胺是CH₃NH₃Cl、CH₃NH₃Br或者CH₃NH₃I的一种；所述卤化铅是PbCl₂、PbBr₂或者PbI₂的一种；所述的卤化锶是SrCl₂、SrBr₂或SrI₂中的一种或几种的组合。

3.一种Sr-Pb二元金属复合钙钛矿材料制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)在常温下，按摩尔百分比卤化铅10～90％、卤化锶10～90％，将它们均匀混合，形成卤化铅和卤化锶混合粉末；

(2)将所述卤化铅和卤化锶混合粉末，与卤化甲基胺按摩尔比1:1～1:2配比，形成混合物；

(3)将所述混合物溶解到N,N-二甲基甲酰胺DMF、γ-丁内酯或者二甲基亚砜DMSO溶剂中，在70～120℃下搅拌，直至全部溶解，得到溶液状Sr-Pb二元金属复合钙钛矿材料；其中，所述混合物占材料总质量的质量比为10％～60％。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，卤化甲基胺是CH₃NH₃Cl、CH₃NH₃Br或者CH₃NH₃I的一种；所述卤化铅是PbCl₂、PbBr₂或者PbI₂的一种；所述的卤化锶是SrCl₂、SrBr₂或SrI₂中的一种或几种的组合。

5.一种应用权利要求1所述Sr-Pb二元金属复合钙钛矿材料制备太阳能电池的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)清洗步骤：将FTO导电玻璃基底放在超声清洗器中，依次用PH＝8～10弱碱性液体洗洁精、去离子水、无水乙醇、丙酮各清洗5～20分钟；

(2)空穴阻挡层制备步骤：将清洗干净的FTO导电玻璃基底在400～600℃下加热，将0.01～0.05mol/L的钛酸异丙酯异丙醇溶液喷涂在此基底上，加热20～60分钟，形成20～100nm厚的致密TiO₂空穴阻挡层；

(3)电子传输层制备步骤：在所述TiO₂阻挡层上，丝网印刷200～1000nm厚的TiO₂纳米颗粒层，在450～550℃条件下，退火0.5～2小时，形成200～1000nm的介孔TiO₂电子传输层；

(4)介孔绝缘层制备步骤：将包含有直径为10～50nmZrO₂纳米颗粒或者Al₂O₃纳米颗粒的浆料，通过丝网印刷在电子传输层上，在450～550℃下烧结0.5～2小时，形成200nm～1000nm的介孔绝缘层；

(6)碳对电极制备步骤：将由纳米炭黑、石墨粉和ZrO₂纳米粘合剂组成的碳浆料用丝网印刷的方式叠印在所述介孔绝缘层上，在400～500℃条件下，烧结0.5～2小时，形成厚度为5～20μm的碳对电极；

(7)Sr-Pb二元金属复合钙钛矿材料填充步骤：将权利要求1所述的Sr-Pb二元金属复合钙钛矿材料加热至70～120℃，取1～10μL滴在所述太阳能电池的碳对电极表面，然后以70～120℃温度加热10～60分钟，使Sr-Pb二元金属复合钙钛矿材料溶剂挥发，得到固态的Sr-Pb二元金属复合钙钛矿太阳能电池。