[发明专利]用于制备太阳能电池的光吸收剂的方法

说明书

本发明的一个实施方案提供了用于制备可用作太阳能电池的光吸收剂的钙钛矿化合物的方法，所述方法包括以下步骤：在电极上施加包含一种或两种由化学式MXX’表示的化合物、包含NH或NCH₃结构的极性非质子溶剂的加合物和由化学式AX”表示的化合物的溶液(步骤1)；以及对步骤1的电极进行热处理(步骤2)。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求基于2015年10月27日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0149471号的优先权的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

本发明涉及制备可用作太阳能电池的光吸收剂的钙钛矿化合物的方法。

背景技术

为了解决化石能源的枯竭和由使用其引起的全球环境问题，对诸如太阳能、风能和水力的可再生和清洁替代能源的研究正在积极进行。

其中，对可以将太阳光直接转化为电能的太阳能电池的关注显著增加。在此，太阳能电池意指吸收来自太阳光的光能并通过利用产生电子和空穴的光伏效应来产生电流-电压的电池。

已报道了能够吸收来自太阳光的光能而形成激子的多种材料。近来，钙钛矿型化合物受到关注。自从报道了(Scientific Reports 2,591)钙钛矿型化合物通常具有由阳离子(A和M)和阴离子(X)组成的式AMX₃，以及CH₃NH₃PbI₃可用作太阳能电池的吸收剂，已报道了多种化合物。

这样的钙钛矿化合物使得结构能够改变，例如阳离子和阴离子的替换。通过由这样的结构引起的带隙变化，可以生产适用于太阳能电池的吸收剂。此外，近来，已报道了可将多个电子传输层和空穴传输层与钙钛矿化合物一起使用以提高太阳能电池的效率。

然而，钙钛矿化合物在用作太阳能电池的吸收剂方面存在一些限制。首先，钙钛矿化合物对水分敏感，并且具有例如在暴露于水分时分解的问题，由此导致其在应用于太阳能电池时具有较差的长期稳定性的缺点。为了解决这个缺点，已进行了替换钙钛矿化合物的构成元素的研究，但是可用作太阳能电池的吸收剂并对水分的稳定性高的化合物相当有限。

此外，钙钛矿化合物具有特定的晶体，其中根据制备条件，倾向于出现缺陷。由于这样的缺陷，存在太阳能电池的效率降低的问题。

已研究了多种反应物以抑制缺陷的形成，并且近来已报道了使用DMSO加合物(PbI₂-DMSO)作为钙钛矿前体的实例(Science 2015，第348卷，第6240期，第1234至1237页)。然而，DMSO加合物(PbI₂-DMSO)以PbI₂-DMSO和PbI₂-DMSO₂存在，这引起物质本身的稳定性降低和难以合成的问题。

本发明人已对制备太阳能电池的光吸收剂的方法进行了广泛而深入的研究，其中钙钛矿化合物的结晶度增加，使得太阳能电池的稳定性和效率增加，并且发现上述问题可以通过如下所述的制备方法来解决，由此完成了本发明。

发明内容

技术问题

本发明涉及用于制备可用作太阳能电池的光吸收剂的钙钛矿化合物的方法。本发明的一个目的是提供用于制备太阳能电池的光吸收剂的方法，其中钙钛矿化合物的结晶度增加使得太阳能电池具有增加的稳定性和效率。

技术方案

为了实现上述目的，本发明提供了用于制备太阳能电池的光吸收剂的方法，其包括以下步骤：