[发明专利]生产具有钙钛矿状结构的吸光材料的膜的方法

说明书

本发明涉及一种生产具有钙钛矿状结构的有机‑无机吸光材料的方法，该方法可用于钙钛矿太阳能电池的制造中。具有式АСВ₃的钙钛矿状结构的吸光材料的生产方法包括将具有指定反应化学计量的厚度的试剂AB的层涂布到试剂C的层上，然后将该多层置于包含试剂В₂的液体或气体介质中，其中组分А可以是CH₃NH₃+、(NH₂)₂CH+、C(NH₂)₃+、Cs+或其混合物，组分В可以是Cl^‑、Br^‑、I^‑或其混合物，且组分C可以是金属Sn、Pb或Bi、或它们的合金、氧化物或盐。通过使用要求保护的发明可以实现的技术结果是一种简单且快速的生产层的方法，由于形成中间相АВ‑В₂的膜该层是均质的，该层为具有改善形态的具有钙钛矿状结构的吸光有机‑无机材料，由于在大面积表面上的快速结晶，这将使得生产的材料用于大面积太阳能电池中成为可能。

发明领域

本发明涉及生产具有钙钛矿状结构的有机-无机吸光材料的方法，该材料可用于例如钙钛矿太阳能电池的制造中。

背景技术

现有技术公开了获得具有钙钛矿状结构的吸光材料的方法。

在本申请的框架内，这些结构直接指钙钛矿结构以及具有各种结构变化的结构(该术语详细描述于信息源Attfield J.P.,Lightfoot P.,Morris R.E.钙钛矿//Dalt.Trans.2015年，第44卷，第23期，第10541-10542页)。

特别地，文章[Burschka J.等人，作为通往高性能钙钛矿敏感型太阳能电池途径的顺序沉积(Sequential deposition as a route to high-performance perovskite-sensitized solar cells)//自然(Nature).–2013年.–Т.499.–第7458期.–С.316.]描述了一种分两步制造钙钛矿CH₃NH₃PbI₃薄膜的方法，通过围绕垂直于衬底平面的轴线高速旋转PbI₂溶液以所需厚度的层的形式将其沉积到衬底上(旋涂法)，然后将所得的PbI₂薄层浸入MAI的异丙醇溶液中。

文章[Saliba M.等人，铷阳离子掺入钙钛矿太阳能电池提高了光伏性能(Incorporation of rubidium cations into perovskite solar cells improvesphotovoltaic performance)//科学(Science)(80-.)，2016年，第354卷，第6309期，第206–209页]描述了一步法制造钙钛矿CH₃NH₃PbI₃薄层，通过围绕垂直于衬底平面的轴高速旋转多种有机溶剂混合物中的钙钛矿溶液以薄层形式沉积其在衬底上。

上述方法的缺点是不可能在大面积衬底上从溶液获得钙钛矿或初始组分(PbI₂)的层，并且相应地不可能获得大面积钙钛矿太阳能电池。

专利CN104250723，2014年9月9日，郑直、程佳美、雷岩、贾会敏、何伟伟、贺盈盈，“一种基于铅单质薄膜原位大面积控制合成钙钛矿型CH₃NH₃PBI₃薄膜材料的化学方法”描述了一种通过将容易以可控厚度大面积均匀沉积的金属铅膜浸入碘和甲基碘化铵的有机溶剂(例如乙醇)溶液中来制备钙钛矿CH₃NH₃PbI₃的方法。通过磁控溅射将均匀层形式的金属铅沉积在电子导电层的无孔表面上。之后，使其与包含分子碘和甲基碘化铵的有机溶剂接触。结果，连续的无孔铅层转变为连续无孔钙钛矿层。