[发明专利]一种增大钙钛矿CH3NH3PbI3晶粒以改善薄膜结晶质量的方法

说明书

本发明公开了一种增大钙钛矿CH₃NH₃PbI₃晶粒以改善薄膜结晶质量的方法，该方法在采用旋涂法制备钙钛矿薄膜的过程中，通过对钙钛矿CH₃NH₃PbI₃前驱液施加强而稳定的磁场，促进了钙钛矿CH₃NH₃PbI₃成膜过程中晶粒的长大，增加了钙钛矿晶粒尺寸，提高了结晶质量、降低了缺陷密度，从而提高了CH₃NH₃PbI₃薄膜太阳能电池光电转化效率和寿命。

技术领域

本发明属于太阳能电池制作技术领域，具体涉及一种增大钙钛矿CH₃NH₃PbI₃晶粒以改善薄膜结晶质量的方法。

背景技术

钙钛矿太阳能电池技术是近几年出现发展速度很快的第三代太阳能电池，是目前最有希望取代硅电池的一种技术。钙钛矿太阳能电池效率高，制作工艺简单，成本低廉，环境友好并可应用于制作柔性衬底太阳能电池。钙钛矿太阳能电池的诸多优点为其未来进行大规模生产应用奠定了基础，是当下太阳能电池研究的最重要的领域和发展方向，具有广阔的市场前景。

在钙钛矿太阳能电池的制作过程中，为了帮助钙钛矿CH₃NH₃PbI₃膜层的结晶生长，需要在钙钛矿旋涂过程中滴加反溶剂氯苯来帮助甲氨基碘和碘化铅析出并结晶形成钙钛矿，并在随后退火过程中晶粒进一步长大。钙钛矿CH₃NH₃PbI₃薄膜的晶粒尺寸决定了钙钛矿太阳能电池的性能，晶粒尺寸越大，缺陷密度越小，光电转换效率越高，钙钛矿膜层越稳定，使用寿命越长且对水、氧的敏感度降低。当前的旋涂工艺中，钙钛矿结晶过程较快，对钙钛矿CH₃NH₃PbI₃成膜质量有所影响，限制了晶粒的长大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有工艺制备的钙钛矿CH₃NH₃PbI₃薄膜中晶体结晶质量差、晶粒尺寸小、缺陷密度高的问题，提供一种通过施加磁场，增大钙钛矿CH₃NH₃PbI₃晶粒以改善薄膜结晶质量的方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案由下述步骤组成：

1、采用水溶液沉积法，在清洗干净的FTO导电玻璃表面沉积致密型TiO₂层。

2、采用旋涂法在致密型TiO₂层上制备钙钛矿CH₃NH₃PbI₃薄膜，并且在旋涂过程中，对钙钛矿CH₃NH₃PbI₃前驱液施加磁场。

上述在旋涂过程中，对钙钛矿CH₃NH₃PbI₃前驱液施加的磁场强度为30～ 120mT，优选磁场强度为70～90mT。