[发明专利]一种钙钛矿膜的制备方法及其应用

说明书

一种钙钛矿膜的制备方法及其应用，用于解决现有钙钛矿膜如何在具备较好的光电转化效率的同时具备较好的稳定性的技术问题。以含铋的无机卤盐、N,N‑二甲基甲酰胺溶液和氢碘酸和原料制备出含铋的中间体材料，并以该中间体材料为原料、与含铅的无机卤盐、碘化铯以及N,N‑二甲基甲酰胺溶液为原料制备出前驱体溶液，由该前驱体溶液制备的钙钛矿膜，钙钛矿晶体的结构为ABX₃，本发明中的钙钛矿膜中的A位由CS和DMA占据，B位由Pb和Bi占据，本发明中的钙钛矿膜稳定性好，且同时光电转化率均可超过10％，同时在温度为80～150℃以下即可得到黑的钙钛矿薄膜；本发明主要用于光电功能材料与器件技术领域。

技术领域

本发明涉及光电功能材料与器件技术领域，具体涉及一种钙钛矿膜的制备方法及其应用。

背景技术

随着科技的不断发展，环境污染和能源危机日益加剧，以太阳能以能源的太阳能电池具备清洁、高效、可持续性等突出优势备受关注，而作为第三代太阳能电池的领军者

-有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池的发展最为迅猛；钙钛矿作为一种光电子材料，具有大的光谱吸收强度和宽的光谱吸收范围，可以高效地吸收太阳能中的大部分能量。

现有的用含铅的无机卤盐制备的α-Cs_xDMF_1-XPbI_z1Br_z2Cl_3-z1-z2薄膜制作的太阳能电池的光电转化效率超过16％以上，含铅的无机卤盐主要为碘化铅、溴化铅和氯化铅，通过调整含铅的无机卤盐中的Cl、Br、I三种元素在钙钛矿材料中所占的比例，可以很好地调整材料对太阳光的吸收强度和吸收范围，现有的技术揭示了通过调整Cl、Br、I的二元共混所制备的α-Cs_xDMF_1-XPbI_z1Br_z2Cl_3-z1-z2薄膜也具备较高的光电转化效率，但稳定性较差，很容易在室温下变相为不具备光伏活性的Cs_xDMF_1-XPbI_z1Br_z2Cl_3-z1-z2薄膜，且需要在200℃以上的条件下才能生成黑色的钙钛矿膜。

关于三元共混体系的钙钛矿光伏电池，公告号为“CN104332560B”的专利中公开了通过合成碘甲胺和溴甲胺，与PbCl₂，PbBr₂，PbI₂调整摩尔比例后溶解于N-N二甲基甲酰胺中，再作为光吸收层材料制备光伏电池，该MAPbBr_yI_1-x-yCl_x电池相对于MAPbI_1-xCl_x电池，通过引入Br其开路电压得到一定提升，但短路电流和转换效率都大大降低，其三元共混的薄膜电池最高效率为3.9％。

发明内容

本发明目的是针对现有技术的不足，推出一种钙钛矿膜的制备方法及其应用，用于解决现有钙钛矿膜如何在具备较好的光电转化效率的同时具备较好的稳定性的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种钙钛矿膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将含铋的无机卤盐溶解于N,N-二甲基甲酰胺溶液中；

(2)待步骤(1)中的含铋的无机卤盐溶解完成后逐滴加入氢碘酸，并搅拌得到淡黄色沉淀；

(3)将步骤(2)中的淡黄色沉淀进行真空过滤并转移至容器中用无水乙醚进行洗涤；

(4)将步骤(3)步中洗涤完成的淡黄色沉淀再次转移到容器中并置于60℃的真空干燥箱内干燥12小时得到中间体材料；