[发明专利]一种钙钛矿薄膜及组件的处理和制备方法

说明书

本发明涉及一种钙钛矿薄膜的处理方法，将已制备好的钙钛矿薄膜的湿膜置于含硫有机盐或含硫无机盐或含硫的环状小分子化合物蒸汽的气氛中，在20~150℃的低温下，所述化合物蒸汽中的含硫分子与湿膜表层的钙钛矿分子相互结合并诱导其结晶形成黑相，然后再干燥形成钙钛矿薄膜。本发明还公开钙钛矿薄膜的制备方法和制备的钙钛矿组件。本发明的钙钛矿薄膜经过处理后表面光亮、结晶有序，从而实现了在较低温下钙钛矿材料从黄相到黑相α相彻底地转变，得到高质量的钙钛矿薄膜，提高钙钛矿太阳能电池的稳定性及光电转换效率。

技术领域

本发明属于钙钛矿太阳能电池组件的制备技术领域，特别涉及一种钙钛矿薄膜及组件的处理方法。

背景技术

近年来，为了进一步提高钙钛矿电池效率及稳定性，除了传统的甲胺铅碘钙钛矿，研究者针对甲脒基钙钛矿、纯无机钙钛矿、混合阳离子体系钙钛矿等进行了深入的研究。研究发现甲脒基钙钛矿、纯无机钙钛矿、混合阳离子体系钙钛矿等具有更为优异的热稳定性、更为合适的带隙及载流子传输能力。虽然如此，甲脒基钙钛矿、纯无机钙钛矿在常温或潮湿的空气中会自发地由具有优异光学活性的黑相α相转变为不具有光学活性的黄相δ相。不仅如此，甲脒基钙钛矿需要高达150℃的高温才能实现黄相到黑相α相的转变。针对混合体系的钙钛矿，晶体中不可避免地存在部分黄相，从而影响长期稳定性及其光电性能。因此，消除黄相并能够常温下稳定钙钛矿材料中的黑相α相，对于钙钛矿太阳能电池的商业化具有重要意义。

针对钙钛矿材料，特别是含有FA、Cs等的离子的钙钛矿材料在常温或潮湿的空气中会自发地由具有优异光学活性的黑相α相转变为不具有光学活性的黄相δ相，甲脒基钙钛矿更是需要高达150℃的高温才能实现黄相到黑相α相的转变。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种钙钛矿薄膜及组件的处理方法，钙钛矿薄膜经过处理后得到表面光亮、结晶有序的钙钛矿晶体材料，从而实现了在较低温下钙钛矿材料从黄相到黑相α相彻底地转变，得到高质量的钙钛矿薄膜，提高钙钛矿太阳能电池的稳定性及光电转换效率。

本发明是这样实现的，提供一种钙钛矿薄膜的处理方法，将已制备好的钙钛矿薄膜的湿膜置于含硫有机盐或含硫无机盐或含硫的环状小分子化合物蒸汽的气氛中，在0~150℃的低温下，所述化合物蒸汽中的含硫分子与湿膜表层的钙钛矿分子相互结合并诱导其结晶形成黑相，然后再干燥形成钙钛矿薄膜；含硫有机盐或含硫无机盐的化合物分子结构简式为A₁R，其中，A₁为胺基、脒基、碱族中的一种+1价阳离子，R为含硫的有机或无机-1价阴离子；在含硫的环状小分子化合物中，含硫的环状小分子为3~6元环，或者为1~3个环状单元，其中，硫离子在环状内或者存在于侧链基团中。