[发明专利]一种用胺类液化钙钛矿方法回收再利用钙钛矿器件中钙钛矿活性层的工艺

说明书

本发明公开了一种用胺类液化钙钛矿方法回收再利用钙钛矿器件中钙钛矿活性层的工艺，包括回收再利用钙钛矿器件中钙钛矿活性层，所得基片的回收再利用方法（基片用于重新制备太阳电池器件或其它）、产生的废液初步分离后蒸发胺类得到钙钛矿材料，可以进一步在新一轮器件制备中应用。本发明涉及的工艺具有低温、低耗能，对钙钛矿层简单有效回收再利用。本发明能避免对环境和人身健康造成的潜在威胁，可以实现对资源的充分和重新再利用，具有潜在良好的经济效益，可进一步推进廉价钙钛矿太阳电池的实用化。

技术领域

本发明涉及钙钛矿器件制备和资源回收再利用技术领域，特别涉及一种用胺类液化钙钛矿方法回收再利用钙钛矿器件中钙钛矿活性层的工艺。

背景技术

能源问题是人类必须面对的问题，化石能源，如石油、天然气、煤炭为不可再生能源，这些能源终究会耗尽，因此大力发展可再生能源用全面取代不可再生能源是不二选择。太阳能是一种用之不竭的可再生能源，预计从现在到2030年，光伏发电将占全球新发电容量的近三分之一。基于蒙特卡罗模型（Monte Carlo model），科学家发现目前在成本上钙钛矿为基础的薄膜太阳能电池成本远远低于其他类型的太阳能电池。因此，钙钛矿取代硅来制备太阳能电池有更多可能性。

考虑到以铅为为基础的钙钛矿材料具有很好的光电特性不容易取代，但是铅的毒性和其他金属元素的稀有特性，大量制造钙钛矿太阳能电池势必会产生大量含铅废物，而这些废物直接排放到环境中会造成严重的土壤和水源污染，以及资源浪费。基于此考虑回收再利用钙钛矿材料就显得尤为重要。

针对目前有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的回收和处理工艺中使用二甲基甲酰胺（N，N-Dimethylformamide，DMF）或二甲基亚砜（Dimethyl sulfoxide，DMSO）等强极性有机溶剂，这些溶剂沸点高，成本高，处理过程高耗能，对各功能层分离效率低。针对目前钙钛矿太阳能电池的回收再利用和处理工艺的高耗能，对各功能层分离效率低，为了避免环境污染和实现资源的循环利用，特提出了基于低温（室温）采用低沸点气体或液体胺类溶液溶解钙钛矿。回收再利用钙钛矿太阳能电池并实现基片，有机无机杂化钙钛矿，有机功能层，无机功能层以及银/金等重金属和贵金属背电极材料的重复利用工艺。

发明内容

基于此，本发明提供了一种用胺类液化钙钛矿方法回收再利用钙钛矿器件中钙钛矿活性层的工艺，该工艺不仅可以重新利用透明导电玻璃（如FTO，ITO）或透明导电玻璃/氧化物基片，而且回收再利用了有机无机杂化钙钛矿，有机功能层，无机功能层以及 银/金等重金属和贵金属背电极材料，同时实现了环保性与资源节约性的双重功效，具有潜在的经济效益，有望进一步降低钙钛矿太阳能电池的制造成本和成本回收周期，从而促进钙钛矿太阳电池成为真正的清洁能源并为人类社会的发展做出贡献。

本发明的技术方案如下：

一种用胺类液化钙钛矿方法回收再利用钙钛矿器件中钙钛矿活性层的工艺，具体步骤如下：

步骤（1），钙钛矿器件的清洗步骤：采用低沸点甲胺或乙胺等链式胺类对器件处理，可以放在甲胺气体环境中也可以浸泡在乙胺等胺类中，反复处理浸泡，溶解钙钛矿材料，而不会溶解其他功能层。

步骤（2），基片清洁：对（1）所得的基片用继续用甲胺或者乙胺等胺类反复处理，蒸发表面溶剂，回收再利用利用基片。

步骤（3），基片可以重新用于制备太阳能电池器件：采用以上处理所得基片制备新的太阳能电池器件。

步骤（4），产生的废液（各功能层组成的混合悬浮物或沉淀）以及得到背电极金属材料处理：对步骤（1）所得废液过滤后，悬浮物或沉淀从废液中分离开。