[发明专利]多组份钙钛矿吸收层前驱体溶液及其制备方法

说明书

本发明提供一种多组分的钙钛矿吸收层前驱体溶液及其制备方法，该前驱体溶液受自然环境影响小，对环境的湿度、温度以及试剂的纯度要求低，并且能够在室温下长时间保持高寿命和热稳定性。该前驱体溶液由以下成份配制而成：六种溶质分别为MABr(CH₃NH₃Br)、PbBr₂、FAI(HC(NH₂)₂I)、MAI(CH₃NH₃I)、PbI₂、MACl(CH₃NH₃Cl)；三种溶剂分别为DMF(N,N‑二甲基甲酰胺)、DMSO(二甲亚砜)、GBL(γ‑丁内酯)。

技术领域：

本发明涉及薄膜钙钛矿电池制备领域，特别涉及到一种掺杂多组份钙钛矿吸收层前驱体溶液及制备方法。

背景技术：

钙钛矿电池作为一种新型固态薄膜电池，从2009年至今，其光电转换效率从最初的3.8％提升到23.3％左右，在2013年度被《Science》评为年度十大科学突破之一，具有良好的发展前景。其中，有机-无机杂化钙钛矿材料由于具有载流子迁移效率高、扩散长度长、光吸收能力长、光电效率高等优点，因此引起了全球范围内的广泛关注。而以ABX₃(A代表CH₃NH₃^-和HC(NH₂)₂^-，B代表Pb²⁺或Sn²⁺，X代表Br^-、I^-)为基本钙钛矿结构的太阳能电池相比其他光电转化材料制作成本更低，制作工艺更简单，光电转换效率更高。

目前，市面上大多数都是复合硅晶太阳能电池，但这类电池对制备环境要求严格，生产成本高，并且回收利用效率低，回收成本高，并且具有较高的不稳定性，以及较低的荧光寿命。

发明内容：

本发明提供一种多组份的钙钛矿吸收层前驱体溶液，该前驱体溶液受自然环境影响小，对环境的湿度、温度以及试剂的纯度要求低，并且能够在敞开的大气环境下长时间保持高寿命和热稳定性。

为了克服现存技术的不足，本发明的技术方案如下：

一种多组份掺杂钙钛矿吸收层前驱体溶液，该前驱体溶液由以下成份配制而成：

六种溶质分别为CH₃NH₃Br、PbBr₂、HC(NH₂)₂I、CH₃NH₃I、PbI₂、CH₃NH₃Cl；三种溶剂分别为N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、γ-丁内酯，各成份的质量百分比如下：

上述多组份掺杂钙钛矿吸收层前驱体溶液的制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述配比准备原料，将固体药品FAI、MAI、MABr、PbBr₂、PbI₂、MACl预先保存于真空干燥箱中24～48小时，调节压强至0.1～0.15Pa，温度至30～35℃；

(2)取一个样品瓶和一个直径为1厘米的球形磁子，洗涤干燥后，将磁子加入样品瓶备用；

(3)在恒温恒压的无尘室中，依次使用分析天平称取其质量，然后依次将液体试剂DMF、DMSO、GBL按照相应的质量百分比加入样品瓶中；

(4)将固体药品从真空干燥箱中取出，在无尘室中按照称量顺序为FAI、MAI、MABr、PbBr₂、PbI₂、MACl的步骤，依次将固体药品放入样品瓶中，在搅匀机上搅匀2～5分钟，使其充分溶解。