[发明专利]一种晶种及其制备钙钛矿太阳能电池的方法

权利要求书

1.一种晶种，其特征在于，所述晶种为化合物，其化学通式为：E_xF_yG_zPb(I_aBr_bCl_c)₃，式中，E、F、G分别是铯、铷、胺基、脒基或者碱族中的任意一种一价阳离子，0≤x≤1.1，0≤y≤1.1，0≤z≤1.1，0.8≤x+y+z≤1.1，0.9≤a+b+c≤1.1，Pb为铅离子，I为碘离子，Br为溴离子，Cl为氯离子。

2.如权利要求1所述的晶种，其特征在于，所述晶种被用于制备钙钛矿薄膜中。

3.一种制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，在制备钙钛矿太阳能电池的过程中使用了所述如权利要求1所述的晶种。

4.如权利要求3所述的制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述制备钙钛矿太阳能电池的方法为溶液法，其包括如下步骤：

步骤1.制备含有晶种的钙钛矿前驱液，将钙钛矿前驱体的金属卤化物BX₂以及晶种溶解于有机溶剂中，得到混合晶种的钙钛矿前驱体BX₂前驱液；

步骤2.通过旋涂、刮涂、狭缝式连续涂布、喷涂中任意一种加工方式将步骤1制备的钙钛矿前驱体BX₂前驱液涂覆在已经制备有传输层的基片表面，得到含金属卤化物BX₂前驱液的薄膜，再对该薄膜进行退火处理，得到含有晶种的金属卤化物BX₂薄膜；

步骤3.将钙钛矿前驱体AX溶解于溶剂中，得到含钙钛矿前驱体AX的溶液，通过旋涂、刮涂、狭缝式连续涂布、喷涂中任意一种加工方式将含钙钛矿前驱体AX的溶液涂覆在含有晶种的金属卤化物BX₂薄膜表面，使钙钛矿前驱体AX分子与金属卤化物BX₂分子反应生成含有晶种的钙钛矿薄膜层。

5.如权利要求3所述的制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述制备钙钛矿太阳能电池的方法为气相溶液辅助法，其包括如下步骤：

步骤一、制备含有晶种的钙钛矿前驱液，将钙钛矿前驱体的金属卤化物BX₂以及晶种溶解于有机溶剂中，得到混合晶种的钙钛矿前驱体BX₂前驱液；

步骤二、通过旋涂、刮涂、狭缝式连续涂布、喷涂中任意一种加工方式将步骤一制备的钙钛矿前驱体BX₂前驱液涂覆在已经制备有传输层的基片表面，得到含金属卤化物BX₂前驱液的薄膜，再对该薄膜进行退火处理，得到含有晶种的金属卤化物BX₂薄膜；

步骤三、将该薄膜置于薄膜成型腔体中，将钙钛矿前驱体AX放置于腔体的蒸发源中进行加热蒸发，使得该薄膜置于钙钛矿前驱体AX的蒸汽氛围中，钙钛矿前驱体AX气体分子与金属卤化物BX₂分子反应生成含有晶种的钙钛矿薄膜；

步骤四、利用异丙醇（IPA）冲洗该钙钛矿薄膜，再用氮气N₂吹干后退火处理得到含有晶种的钙钛矿薄膜层。

6.如权利要求4或5所述的制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，在钙钛矿前驱体的金属卤化物BX₂和钙钛矿前驱体AX中，B为铅、锡、钨、铜、锌、镓、锗、砷、硒、铑、钯、银、镉、铟、锑、锇、铱、铂、金、汞、铊、铋、钋中的至少一种二价金属阳离子，X 为碘、溴、氯、砹、硫氰根、醋酸根中的至少一种负一价阴离子，A为金属、脒基或者碱族中的至少一种正一价阳离子。

7.如权利要求4或5所述的制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述钙钛矿前驱体的金属卤化物BX₂浓度为0.5mol/L~2mol/L，所述晶种的掺入量是钙钛矿前驱体的金属卤化物BX₂摩尔量的0~30%。

8.如权利要求5所述的制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述薄膜成型腔体的气压范围为10^-5Pa~10⁵Pa，所述钙钛矿前驱体AX的加热温度控制在30℃~250℃，所述基片的加热温度控制在30℃~250℃，钙钛矿前驱体AX分子与钙钛矿前驱体的金属卤化物BX₂分子的反应时间控制在10min~120min；在步骤4中，所制得的含有晶种的钙钛矿薄膜层厚度为200nm~800nm。