[发明专利]钙钛矿、其制备方法及包括钙钛矿的太阳能电池

权利要求书

1.一种由式1表示的钙钛矿：

[A_aB_bC_c]Pb[X_dY_eW_f] (1)

其中A、B和C彼此相同或不同，各自独立地为有机阳离子或无机阳离子；X、Y和W彼此相同或不同，各自独立地为作为卤素离子F^-、Cl^-、Br^-或I^-；a、b和c满足a+b+c＝1，0.05≤a≤0.95，0≤b≤0.95，且0≤c≤0.95的关系；并且，d、e和f满足d+e+f＝3，0.05≤d≤3，0≤e≤2.95和0≤f≤2.95的关系，条件是当b和c同时为0时，e和f不同时为0，当e和f同时为0时，b和c不同时为0。

2.根据权利要求1所述的钙钛矿，其中，当式1中的c和f同时为0时，a和b满足a+b＝1，0.2≤a≤0.9且0.1≤b≤0.8的关系，且d和e满足d+e＝3，2≤d≤2.95且0.05≤e≤1的关系。

3.根据权利要求1所述的钙钛矿，其中，当c和f同时为0时，a和b满足0.35≤a≤0.65且0.35≤b≤0.65，并且d和e满足2.8≤d<3且0<e≤0.2。

4.根据权利要求1所述的钙钛矿，其中，所述钙钛矿在室温下包括立方结构。

5.根据权利要求1所述的钙钛矿，其中，所述钙钛矿具有对应于在27°和29°之间的2θ角度处的(200)平面的单一x-射线衍射(XRD)峰。

6.根据权利要求1所述的钙钛矿，其中，所述钙钛矿满足等式1给出的几何条件：

其中r_c是阳离子的平均离子半径，r_a是阴离子的平均离子半径，且r_Pb是Pb²⁺阳离子的离子半径，和

由等式1计算的t值为0.7～1。

7.根据权利要求6所述的钙钛矿，其中，t值为0.8或以上。

8.根据权利要求1所述的钙钛矿，其中，式1中的A、B和C各自独立地为由式2或式3表示的有机阳离子，或为Cs⁺阳离子，其中式2为：

(R₁R₂N＝CH-NR₃R₄)⁺ (2)

其中R₁、R₂、R₃和R₄各自独立地选自氢，和经取代或未经取代的C₁-C₆烃基，

式3为：

(R₅R₆R₇R₈N)⁺ (3)

其中R₅、R₆、R₇和R₈各自独立地是氢，经取代或未经取代的C₁-C₂₀烃基或经取代或未经取代的芳基。

9.根据权利要求8所述的钙钛矿，其中，式1中的A、B和C各自独立地选自式2和式3的有机阳离子，且式3和式4的有机阳离子以2:8至5:5的摩尔比存在。

10.根据权利要求1所述的钙钛矿，其中，A、B和C各自独立地选自CH₃NH₃⁺、CH(NH₂)₂⁺和Cs⁺。