[发明专利]基于迷宫型CsPbI2

说明书

本发明公开了一种基于迷宫型CsPbI₂Br无机钙钛矿薄膜的制备方法及太阳能电池，所述制备方法包括以下步骤：在基底上旋涂CsPbI₂Br前驱体溶液，制备得到钙钛矿薄膜；将所述钙钛矿薄膜放置在24‑27℃的手套箱中静置15‑30min；然后在158‑164℃下退火9～11min，得到迷宫型CsPbI₂Br钙钛矿薄膜。本发明制备得到的迷宫型CsPbI₂Br无机钙钛矿薄膜应用到钙钛矿‑硅叠层器件中可以减少入射光的反射损失，增加光的吸收；对光的响应范围为350nm～650nm之间，能够很好地弥补硅电池对于这一部分光吸收不足的缺点；能够很好地解决目前普遍应用于叠层器件的有机‑无机杂化材料的热不稳定性问题，降低了对于应用环境的条件要求。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种基于迷宫型CsPbI₂Br无机钙钛矿薄膜的制备方法及太阳能电池。

背景技术

钙钛矿太阳能电池自2016年报道以来，由于其优越的热稳定性、可柔性制备等特点而备受关注，效率从最初报道的3.8％快速增长到目前的25％以上。因而有望成为具有高效率、低成本、全固态、柔性可穿戴等优点的新一代太阳能电池。

CsPbI₂Br钙钛矿太阳能电池经过4年左右时间的发展，单结钙钛矿器件效率已经从最初的的9.84％提升到了目前的17％以上，赶上了有机-无机杂化钙钛矿器件的转化效率。CsPbI₂Br钙钛矿材料有相比于有机-无机杂化钙钛矿材料有着优越的热稳定性，能够适应高温环境的工作。其1.92eV的带隙主要吸收350nm-650nm的太阳光，弥补了硅电池对于这一范围光吸收的不足。此外该形貌有助于增加与透明电极的接触面积，促进电荷传输。综上所述，CsPbI₂Br钙钛矿材料在钙钛矿-硅叠层器件中具有很大的应用潜力。然而，目前顶电池由于其光滑、大晶粒的薄膜表面增大了对于入射光的反射损失。对于这一问题的解决，大多工作致力于在透明电极上沉积减反射膜，很少有工作通过调控钙钛矿薄膜的表面形貌来降低反射率。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种基于迷宫型CsPbI₂Br无机钙钛矿薄膜的制备方法及叠层太阳能电池。

本发明的技术方案如下：

一方面，提供一种基于迷宫型CsPbI₂Br无机钙钛矿薄膜的制备方法，包括以下步骤：

在基底上旋涂CsPbI₂Br前驱体溶液，制备得到钙钛矿薄膜；

将所述钙钛矿薄膜放置在24-27℃的手套箱中静置15-30min；

然后在158-164℃下退火9～11min，得到迷宫型CsPbI₂Br钙钛矿薄膜。

作为优选，所述CsPbI₂Br前驱体溶液通过将PbI₂，PbBr₂，CsI溶解到有机溶剂中，加热搅拌至完全溶解制备而来。

作为优选，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基乙酰胺(DMA)、四甲基亚砜中的任一种。

作为优选，所述手套箱的温度为25℃，静置时间为25min，退火温度为160℃，退火时间为10min。

所述迷宫型CsPbI₂Br无机钙钛矿薄膜的形成机理如下：

(1)静置阶段：旋涂后的前驱体薄膜中将剩余少量的有机溶剂，在室温静置的过程中，少量的有机溶剂会促进前驱体在垂直于基底的方向扩散，由于制备前驱体的有机溶剂的沸点较高，例如，MDSO的沸点为189℃，因此，此过程中主要以前驱体扩散为主。