[发明专利]一种制备钙钛矿Cs3Bi2I9薄膜电池的方法

说明书

本发明涉及一种制备钙钛矿Cs₃Bi₂I₉薄膜电池的方法，用水浴反应制备了钙钛矿Cs₃Bi₂I₉单晶材料，该材料在大气环境下可以稳定存在；然后，用热蒸发或溶胶旋涂方法制备Cs₃Bi₂I₉薄膜，制备基于Cs₃Bi₂I₉薄膜的钙钛矿薄膜电池。该方法简单，易于操作，并且薄膜的均匀性较好，重复性高，在半导体等光电领域的发展具有科学意义。

技术领域

本发明涉及一种制备钙钛矿Cs₃Bi₂I₉薄膜电池的方法。

背景技术

随着时代发展，人类社会所面临的能源危机愈加严重，寻找和开发新的能源逐渐成为各国研究学者的方向之一，而太阳能一直都是一切能源的基础，如何高效地开发利用太阳能资源，把太阳能直接收集并储存起来为人类所用，科学家已经孜孜不倦探索了几十年。近年来，有机无机杂化钙钛矿太阳能电池 (PSCs)得到了迅猛发展，它具有较强的吸光性能，最新报告说明其最高光电转换效率已突破22％。该类型太阳能电池使用的钙钛矿型吸光材料为含Pb的有机-无机杂化铅卤钙钛矿，目前该材料虽然拥有较高的光电转换效率，但湿度和光照稳定性非常差，从长远来看，钙钛矿太阳能电池的稳定性将制约其大规模应用，所以开发一种能够有效解决少铅或无铅且具备稳定性优良的钙钛矿材料非常有意义，这就需要有效改善传统的有机无机杂化钙钛矿材料，当然太阳能技术的发展，也受到经济性的制约。目前，有报道，用BiI₃和CsI配制溶液的方法旋涂制备Cs₃Bi₂I₉钙钛矿薄膜。但这个方法，材料的纯度不好控制，对薄膜电池的效率有影响。这就需要开发新的技术，提高材料的纯度，改善薄膜的均匀性，同时降低成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中材料纯度低，薄膜均匀性差，电池成本高的技术问题，提供一种制备钙钛矿Cs₃Bi₂I₉薄膜电池的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种制备钙钛矿Cs₃Bi₂I₉薄膜电池的方法，其包括：提供FTO导电玻璃基底；在所述FTO导电玻璃基底上制备电子传输层；在所述电子传输层上采用热蒸发镀膜法或溶胶旋涂法形成 Cs₃Bi₂I₉钙钛矿光吸收层；在所述Cs₃Bi₂I₉钙钛矿光吸收层上采用旋涂法制得空穴传输层；在所述空穴传输层上用真空蒸镀法蒸镀金属电极，形成钙钛矿 Cs₃Bi₂I₉薄膜电池。

作为本发明的一个优选的实施例，所述FTO导电玻璃基底的厚度为400nm，所述电子传输层的厚度为500nm，所述Cs₃Bi₂I₉钙钛矿光吸收层的厚度为600nm，所述空穴传输层的厚度为100nm，所述金属电极的厚度为80nm。

作为本发明的一个优选的实施例，在提供FTO导电玻璃基底之前还包括步骤：对透明的FTO导电玻璃按顺序分别在去离子水、丙酮和无水乙醇中各超声清洗25min，用氮气吹干，再在氧等离子体中清洗10分钟。

作为本发明的一个优选的实施例，所述在所述FTO导电玻璃基底上制备电子传输层包括在所述FTO导电玻璃基底上依次旋涂致密层和介孔层。