[发明专利]一种钙钛矿相有机无机混合结晶材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池材料的制备方法，具体涉及一种钙钛矿相有机无机混合结晶材料的制备方法。该材料用于固体型染料敏化太阳能电池中。

背景技术

能源危机与环境问题的日益紧迫，迫使人们将目标转向可再生清洁能源，太阳能由于其取之不尽用之不竭的独特优势，成为世界各国可持续发展能源的战略决策，而光伏发电也被视为人类未来能源的希望。

1839年，法国Becquerel第一次在化学电池中观察到光伏效应。1876年，在固态硒（Se）的系统中也观察到了光伏效应，随后开发出Se／CuO光电池。贝尔实验室Chapin等人1954年开发出效率为6％的单晶硅光电池。此后，各种太阳能如雨后春笋蓬勃发展，薄膜太阳能电池，量子点太阳能电池，染料敏化太阳能电池等，但由于目前太阳能电池转化效率，以及发电成本的限制，使得其并没有在大范围受到普及，在能源需求中所占比例还十分小，近两年来新出现的固体型钙钛矿相染料敏化太阳能电池给光伏产业带来了新的希望，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）教授迈克尔·格兰泽尔(Michael Gratzel)的研究小组，以及英国牛津大学（Universityof Oxford）和日本桐荫横滨大学的研究小组，分别独立开发出了转换效率超过15％的固体型染料敏化太阳能电池（DSSC）。约在半年左右的时间内就将转换效率提高了约4个百分点，大大超过了其他有机类太阳能电池。而且钙钛矿相原料便宜，能大幅降低太阳能电池的使用成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于固体型染料敏化太阳能电池中钙钛矿相有机无机混合结晶材料的制备方法。该方法操作简单，所用原料成本低廉，可控性较好。

本发明所涉及的一种用于固体型染料敏化太阳能电池中钙钛矿相有机无机混合结晶材料的制备方法包括如下步骤：

首先，在室温氮气气氛下将质量分数为33％的甲胺酒精溶液、质量分数为57％的碘酸水溶液以及酒精以体积比为2.4～3:1:10～20混合均匀，充分反应；然后，将反应生成的晶体CH₃NH₃I从反应液中提出；最后将CH₃NH₃I与氯化亚铜、氯化亚锡、氯化镉、碘化亚铜、碘化亚锡或碘化镉以摩尔比为3:1充分溶解于二甲基甲酰胺中，制备出钙钛矿相有机无机混合结晶材料。

本发明的优点是：反应简单，工艺成本低，反应操控简单。

具体实施方式：

实施例1：

在室温氮气气氛下将24ml溶解于酒精中的质量分数为33％甲胺（CH₃NH₂）溶液和10ml质量分数为57％的碘酸（HI）水溶液溶解于100ml的酒精中充分反应,用旋转蒸发仪提纯出所需晶体（CH₃NH₃I），将0.1mol CH₃NH₃I与0.3mol氯化亚铜（CuCl₂）充分溶解于10ml二甲基甲酰胺中得到所需材料前驱体溶液。

实施例2：

在室温氮气气氛下将24ml溶解于酒精中的质量分数为33％甲胺（CH₃NH₂）溶液和10ml质量分数为57％的碘酸（HI）水溶液溶解于100ml的酒精中充分反应,用旋转蒸发仪提纯出所需晶体（CH₃NH₃I），将0.1mol CH₃NH₃I与0.3mol氯化亚锡（SnCl₂）充分溶解于10ml二甲基甲酰胺中得到所需材料前驱体溶液。

实施例3：

在室温氮气气氛下将24ml溶解于酒精中的质量分数为33％甲胺（CH₃NH₂）溶液和10ml质量分数为57％的碘酸（HI）水溶液溶解于100ml的酒精中充分反应,用旋转蒸发仪提纯出所需晶体（CH₃NH₃I），将0.1mol CH₃NH₃I与0.3mol氯化镉(CdCl₂)充分溶解于10ml二甲基甲酰胺中得到所需材料前驱体溶液。

实施例4：