[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

说明书

技术领域

本发明属于钙钛矿太阳能电池技术领域，涉及Sr-Pb二元金属复合钙钛矿材料及其制备和在异质结太阳能电池中的应用，有利于减少钙钛矿电池中的Pb用量，从而减轻大规模商业化该类型电池造成的环境危害。

背景技术

太阳能电池是一种将光能转换成电能的器件；现有的商业化太阳能电池不论是晶硅太阳能电池还是各种薄膜太阳能电池，因为其高昂的成本不利于规模化应用。从2009年日本科学家Miyasaka报道液态钙钛矿CH₃NH₃PbI₃太阳能电池3.8％的效率，2015年韩国Soek等认证20.1％的效率，钙钛矿太阳能电池性能的指数级发展引起了科学界和产业界极大的兴趣。这种电池具有成本低廉、制作工艺简单、原材料广泛和稳定性高等优点，因而具有巨大市场潜力。

现有的钙钛矿太阳能电池中的吸光层，其金属离子通常100％由Pb²⁺组成，例如：CH₃NH₃PbI₃或CH₃NH₃PbI_3-xCl_x。这种钙钛矿材料因为有毒重金属Pb²⁺含量较高，具有较高的环境风险，不利于钙钛矿太阳能电池的大规模产业化应用。因此，使用Sr-Pb二元金属复合钙钛矿(CH₃NH₃Pb_1-xSr_xH_yI_3-y)作为吸光层对于环境保护和大规模应用具有重要的意义。

太阳能电池表征的主要参数为短路电流密度(J_sc)、开路电压(V_oc)、填充因子(FF)和光电转换效率(PCE)。其中，J_sc指的是单位面积电路处于短路时产生的光电流，V_oc为电路处于开路时的光电压，FF表示为电池的最大输入功率与极限输出功率之比即J_opt为最大输出功率时的电流密度，V_opt为最大输出功率时的电压。PCE是指太阳能电池将太阳能转化为电能的比例，表示为电池的最大输出功率P_max与入射光功率P_in的比值即:PCEPmaxPin×100%=Jsc×Voc×FFPin×100%.]]>其中，P_in为常用AM1.5的太阳辐照条件下的入射能量密度，为100mWcm^-2。

发明内容

本发明目的旨在提供一种低铅含量钙钛矿材料及制备方法，以及在太阳能电池领域的应用方法，在保持电池的光电转换效率基础上，解决现有钙钛矿电池的环境友好问题。

本发明提出一种Sr-Pb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；