[发明专利]一种提升镉基钙钛矿光吸收层结晶度和覆盖率的方法

说明书

本发明提供了一种提升镉基钙钛矿光吸收层结晶度和覆盖率的方法，其包括以下步骤：移取镉基钙钛矿前驱液，并采用滴涂法将其滴涂于FTO导电玻璃上；于80‑130℃下，对滴涂于该导电玻璃上的镉基钙钛矿前驱液进行热退火处理。本发明提供的镉基钙钛矿光吸收层呈现出更大尺寸的晶粒和更为良好的薄膜覆盖率，更大尺寸的晶粒可增强电子和空穴载流子在晶粒中的传输并可减少晶界在钙钛矿光吸收层中的数量，还可减少电子和空穴载流子在晶界处的淬灭和复合，进一步可提升电子和空穴载流子在钙钛矿光吸收层中的传输性能；同时，良好的薄膜覆盖率可有效地减少钙钛矿光电化学器件中暗电流现象的产生，并最终有效提升钙钛矿光电化学器件的光电转换效率。

技术领域

本发明涉及一种提升镉基钙钛矿光吸收层结晶度和覆盖率的方法，属于钙钛矿太阳能电池技术领域。

背景技术

随着当前世界工业的发展和人口的持续增长，全球能源需求也随之激增，尤其是对于诸如石油、煤、天然气等不可再生资源的需求日益增加。由于人类对化石能源的过度开采利用，此类能源储量己经接近耗尽边缘。与此同时，随着化石能源的不断消耗，大量污染物被排放到自然界中，所带来的环境问题日趋严峻。因此，可再生清洁能源的相关开发利用越来越受到人们的关注。近年来，太阳能电池作为一种可再生清洁能源的能量转化器件，己经逐渐得到了认可。

钙钛矿作为一种新型光敏材料，由于具有成本低、制备简单、吸光性能优良和电子迁移率高等一系列优点，从2009年以来己经受到了越来越广泛的关注。在过去几年间，随着新材料和新结构引入应用，钙钛矿太阳能电池的认证光电流转换效率不断提升，其效率己经初步与商业化的硅太阳能电池相当。对于钙钛矿电池器件，钙钛矿光吸收层的结晶度和覆盖率是影响器件光电转换效率的关键因素。然而，目前的钙钛矿光吸收层主要通过一步旋涂法、两步法、蒸发法以及气氛处理方法来制备，在薄膜结晶性和均匀性等关键参数的控制方面的手段还很欠缺，很难得到结晶度和覆盖率高的薄膜，因此无法进一步提高电子和空穴载流子在薄膜中的传输能力。

因此，提供一种提升镉基钙钛矿光吸收层结晶度和覆盖率的方法已成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种提升镉基钙钛矿光吸收层结晶度和覆盖率的方法。

本发明的目的还在于提供由该提升镉基钙钛矿光吸收层结晶度和覆盖率的方法得到的镉基钙钛矿光吸收层。

本发明的目的还在于提供一种镉基钙钛矿光电化学器件，其含有所述的镉基钙钛矿光吸收层。

为达到上述目的，一方面，本发明提供一种提升镉基钙钛矿光吸收层结晶度和覆盖率的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

(1)移取镉基钙钛矿前驱液，并采用滴涂法将其滴涂于FTO导电玻璃上；

(2)于80-130℃下，对步骤(1)滴涂于该FTO导电玻璃上的镉基钙钛矿前驱液进行热退火处理，得到镉基钙钛矿薄膜，即所述镉基钙钛矿光吸收层。

根据本发明所述的方法，步骤(2)中于80-130℃下，对步骤(1)滴涂于该FTO导电玻璃上的镉基钙钛矿前驱液进行热退火处理，其中，若温度太低的话，则所得薄膜不易干燥；若温度太高，则溶剂挥发快，成膜性不好；

优选地，步骤(2)为：先于80℃下，对步骤(1)滴涂于该FTO导电玻璃上的镉基钙钛矿前驱液进行热退火处理1.0-1.5h；再于130℃下继续对其进行热退火处理0.5-1.0h。

根据本发明所述的方法，优选地，步骤(2)中所述镉基钙钛矿薄膜的厚度为30-35μm。其中，在本发明具体实施方式中可以采用移液器移取镉基钙钛矿前驱液，并采用滴涂法(本领域常规方法)将其滴涂于FTO导电玻璃上以制备镉基钙钛矿薄膜，采用该滴涂法可以得到目标厚度的镉基钙钛矿薄膜，而采用本领域中的其他方法，如旋涂法所得的薄膜的厚度不足，不利于对其进行光电化学测试。