[发明专利]碘化铅及钙钛矿薄膜的制备方法

说明书

本公开提供了一种碘化铅的制备方法，通过温度控制碘化铅的晶型，包括：将铅化合物溶于第一酸性溶液并加入碘化合物，以形成包括第一碘化铅的反应溶液；以及使该反应溶液升温至60℃以上并恒温静置，以获得第二碘化铅，其中，该第二碘化铅的(003)晶面的峰强度大于等于(110)晶面的峰强度。本公开还提供一种钙钛矿薄膜的制备方法。

技术领域

本公开涉及一种碘化铅的制备方法，特别涉及碘化铅及钙钛矿薄膜的制备方法，尤其在制备过程中控制碘化铅的晶型，更特别是通过温度控制该碘化铅的晶型。

背景技术

有机/无机混合钙钛矿材料被发现具有极佳的光电特性，可令钙钛矿太阳能电池的光电转换效率大幅提升。钙钛矿的结构可以ABX₃来表示，而有机/无机混合钙钛矿材料主要有以有机铵(MA)或脒离子(FA)作为A位中心阳离子的两种，而B位阳离子主要常用铅。采用不同类型的离子将使得有机/无机混合钙钛矿材料有不同的优缺点，例如，MAPbI₃容易制作但热稳定性及寿命方面较差；而FAPbI₃热稳定性及光电转换效率较高，但光活性的黑相(d相)在室温下热力学不稳定，容易形成非光活性的黄相(δ相)，导致配方等制作条件较为复杂。目前，已发现通过多元混杂A位中心阳离子，可同时兼具效率与稳定性。除了A位中心阳离子的影响外，作为结构支架围绕中心阳离子的(BX₆)^4-八面体也很大程度影响钙钛矿性质。

另外，已有文献证实钙钛矿前体溶液中的原料在溶液中形成胶体分散体，而不是完全地溶解，因此可认为原料原有的特性会对胶体性质有影响，可以此控制钙钛矿成品的效率。

钙钛矿太阳能电池在光电转换效率上仍有很大的进步空间，业界期待能开发出持续长进的钙钛矿太阳能电池。

发明内容

本公开提供一种碘化铅的制备方法，该碘化铅具有特定的晶型，其在形成钙钛矿前体溶液时，因该晶型而对所形成的胶体产生影响，从而可调控钙钛矿薄膜的光电特性，赋予更优异的光电转换效率。具体而言，该碘化铅的制备方法包括：

在溶有铅化合物的第一酸性溶液中加入碘化合物，以形成包括第一碘化铅的反应溶液；以及

提升该反应溶液的温度至60℃以上并恒温静置，以获得第二碘化铅，

其中，该第二碘化铅的(003)晶面的峰强度大于等于(110)晶面的峰强度。

本公开进一步提供一种钙钛矿薄膜的制备方法，包括：

将碘化铅配制为三元钙钛矿前体溶液，其中，该碘化铅的(003)晶面的峰强度大于等于(110)晶面的峰强度；以及

将该三元钙钛矿前体溶液涂布于基板上，以形成三元钙钛矿薄膜。

附图说明

图1至图6是本公开实施例1至6所制得碘化铅的X光衍射(X-ray diffraction，XRD)图。

图7及图8是本公开比较例1及2所制得碘化铅的XRD图。

图9是本公开测试例1的钙钛矿太阳能电池组件的短路电流密度(short-circuitcurrent density，Jsc)-开路电压(open-circuit voltage，Voc)曲线图。

图10是本公开实施例11所制得碘化铅的XRD图。

图11A是本公开实施例2所制得碘化铅的显微镜照片，图11B是本公开实施例12所制得碘化铅的显微镜照片。

具体实施方式