[发明专利]一种用于钙钛矿气相生长的中间相及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种用于钙钛矿气相生长的中间相及其制备方法与应用，所述用于钙钛矿气相生长的中间相为B类气氛与无机组分薄膜生成；所述B类气氛为CH₃NH₃Cl、CH(NH₂)₂Cl、C₄H₉NH₃I、C₄H₉NH₃Br、C₄H₉NH₃Cl、NH₄Cl、NH₃、CH₂NH₂COOH、H₂O、C₂H₆OS、C₄H₆O₂、CH₃CH₂OH、CH₄N₂O中的一种或多种；所述用于钙钛矿气相生长的中间相用于制备有机‑无机杂化钙钛矿半导体薄膜能够促进目标钙钛矿无机组分薄膜与有机组分气氛的反应速率；抑制目标钙钛矿的过饱和相生成；提升目标钙钛矿薄膜的均匀性；消除目标钙钛矿晶体缺陷；增大目标钙钛矿薄膜的晶粒尺寸。

技术领域

本发明涉及有机-无机杂化钙钛矿半导体薄膜技术领域，尤其涉及一种用于钙钛矿气相生长的中间相及其制备方法与应用。

背景技术

近年来，有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池技术发展迅猛。在短短数年之内，其最高光电转化效率已经超过25%，逼近单晶硅电池的最高效率记录。不仅如此，有机-无机杂化钙钛矿材料的制备过程简单易行且组分廉价易得，有望实现超低成本的太阳能电池产品，推进绿色能源应用的进一步发展。

目前，有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池中钙钛矿薄膜通常采用溶液旋涂或者刮涂的方法来制备。这种溶液工艺操作简单，能快速制备高质量的钙钛矿薄膜。然而，对于大尺寸的钙钛矿薄膜，溶液工艺很难保证钙钛矿薄膜良好的均匀性及晶体品质。因此，基于溶液工艺的大尺寸有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池的效率远低于小尺寸器件效率。由此可见，溶液工艺对于大尺寸半导体薄膜的制备来说尚未成熟，不足以支撑有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池进一步的产业化发展。不同于溶液工艺，气相沉积工艺广泛应用于半导体薄膜制备领域，是成熟的工业制造方式。

相关报道表明，有机-无机杂化钙钛矿材料亦能够采用气相沉积的方式制备。遗憾的是，气相沉积工艺在制备有机-无机杂化钙钛矿薄膜时，离子交换反应速度慢，所制备出的薄膜晶体缺陷较多。所制备出的太阳能电池器件效率均较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种用于钙钛矿气相生长的中间相及其制备方法与应用，所述的用于钙钛矿气相生长的中间相能够调控钙钛矿薄膜的晶体质量，并实现高质量钙钛矿薄膜的大面积制备，所制备出的太阳能电池器件效率高，具体地：能够促进目标钙钛矿无机组分薄膜与有机组分气氛的反应速率；抑制目标钙钛矿的过饱和相生成；提升目标钙钛矿薄膜的均匀性；消除目标钙钛矿晶体缺陷；增大目标钙钛矿薄膜的晶粒尺寸。

本发明是这样实现的：