[发明专利]卤代物钙钛矿及其制备方法、太阳能电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光电材料技术领域，具体涉及一种卤代物钙钛矿及其制备方法、太阳能电池的制备方法。

背景技术

面对日益紧张的能源和环境危机，对新能源、可再生能源的需求日趋迫切，如何更有效、更低成本地利用取之不尽用之不竭的太阳能一直备受关注。然而传统的硅太阳能电池由于成本高、硅提纯过程对环境污染大等问题，使其大规模应用受到一定限制。因此，寻找低成本、环境友好的新型太阳能电池成为普遍关注的重点。

1991年，Gr?tzel等将多孔TiO2薄膜用于染料敏化太阳能电池，获得了7.1%的光电转换效率，使染料敏化太阳能电池引起了世界各国研究人员的关注(O’ReganB，Gr?tzelM.，Nature，1991，353：737)。虽然经过20余年的发展，染料敏化太阳能电池取得了一定的研究进展，但仍然存在诸多问题有待解决，难以与传统的硅太阳能电池相媲美，尤其是光电转换效率，一直难以达到硅太阳能电池的水平。

最近，出现了一种新型薄膜太阳能电池，这种电池采用了钙钛矿结构的(CH3NH3)PbI3，因此被称为钙钛矿型薄膜太阳能电池，因其采用全固态形式，既可以避免液体电解质带来的问题，又可以获得高转换效率，短短几年其光电转换效率从2009年的3.8%（KojimaA，TeshimaK，ShiraiY，MiyasakaT.，J.Am.Chem.soc.，2009，131：6050-6051.）增长到2014年的19.3%（ZhouHuanping，ChenQi，LiGang，LuoSong，SongTzebing，DuanHsinsheng，HongZiruo，YouJingbi，LiuYongsheng，YangYang.Science，2014，345：542-546.），因而备受关注。

这类材料具有一定的毒性，容易对环境造成污染。含铅卤代钙钛矿是一类新型的光电转换材料，在太阳能光伏方向有非常好的应用前景。探索新型的钙钛矿太阳能光伏材料及其器件制备方法，以获得较高恩能够来那个转化效率并具有较低的成本，具有重大意义。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种卤代物钙钛矿及其制备方法、太阳能电池的制备方法。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种卤代物钙钛矿，所述卤代物钙钛矿的化学通式为APbX₃或APb(X_nY_1-n)₃，其中，A为CH₃NH₃⁺或N(CH₃)₄⁺或CH(NH₂)₂⁺，Pb为二价，X和Y均为卤素氯或溴或碘，0≤n≤1。

上述方案中，所述卤代物钙钛APbX₃或APb(X_nY_1-n)₃均包含CH₃NH₃PbI₃，CH₃NH₃PbBr₃，CH₃NH₃PbI₂Cl，CH₃NH₃PbICl₂，N(CH₃)₄PbI₃，N(CH₃)₄PbBr₃，N(CH₃)₄PbCl₃。

本发明实施例还提供一种卤代物钙钛矿的制备方法，其特征在于，该方法通过以下步骤实现：

步骤101：将原料PbX₂加入到N,N’-二甲基甲酰胺（DMF）或氢卤酸中，X为卤素氯或溴或碘；

步骤102：向步骤101制得的溶液中加入甲胺盐或四甲基胺盐，直接得到钙钛矿的溶液；

步骤103：将步骤102制得的溶液中的溶剂减压去除，得到钙钛矿固体，该固体于80℃真空干燥24小时，于手套箱中保存。

上述方案中，所述步骤102制得的溶液需在氮气保护下于60~80℃反应5~10小时。