[发明专利]一种无铅CuBr2基杂化钙钛矿薄膜的制备方法及其制得的薄膜和应用

摘要

本发明公开了一种无铅CuBr₂基杂化钙钛矿薄膜的制备方法，以CH₂BrC_nH_2nNH₂、HBr、CuBr₂为原料，乙醇为溶剂，采用溶液法制备获得低毒、稳定的(CH₂BrC_nH_2nNH₃)₂CuBr₄杂化钙钛矿薄膜。此外，本发明还公开了利用上述制备方法制得的薄膜及其应用。本发明无铅CuBr₂基杂化钙钛矿薄膜，应用于钙钛矿太阳能光伏电池作为光敏活性层具有良好的光电学性能；同时，用以替代现有技术PbX₂基薄膜，一方面可以提高钙钛矿材料的稳定性和对湿度的敏感性，另一方面可以降低Pb对环境的污染，有利于钙钛矿太阳能电池绿色、环保的产业化进程。

主权项

1.一种无铅CuBr₂基杂化钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1) 以CH₂BrC_nH_2nNH₂和HBr为原料，其中n≥1，乙醇为溶剂，通过加热回流反应、减压蒸馏、过滤、重结晶后，经干燥制得铵盐CH₂BrC_nH_2nNH₃Br；(2) 以所述铵盐CH₂BrC_nH_2nNH₃Br为溶质，乙醇为溶剂，经超声分散制得CH₂BrC_nH_2nNH₃Br溶液；(3) 以CuBr₂为溶质，乙醇为溶剂，经超声分散制得CuBr₂溶液；(4) 按照化学计量比所述CH₂BrC_nH_2nNH₃Br溶液∶CuBr₂溶液＝2∶1，将两者混合进行加热回流反应，经除去溶剂、洗涤、干燥，得到杂化钙钛矿材料(CH₂BrC_nH_2nNH₃)₂CuBr₄；(5) 以所述杂化钙钛矿材料(CH₂BrC_nH_2nNH₃)₂CuBr₄为溶质、乙醇为溶剂得到涂覆溶液；在惰性气体保护的气箱中，将所述涂覆溶液采用旋涂法在基底上制备膜层，所述基底为太阳能光伏电池的介孔层(3)，在100～125℃温度下退火处理10～30min使其充分结晶后，即得到作为太阳能光伏电池光敏活性层(4)的(CH₂BrC_nH_2nNH₃)₂CuBr₄杂化钙钛矿薄膜。