[发明专利]一种钙钛矿晶体薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种钙钛矿晶体薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1、制备碘化铅薄膜；S2、将含甲脒氢碘酸盐的混合物溶于有机溶剂中，掺入去离子水，混合均匀后滴加到经步骤S1制得的所述薄膜表面，静置一段时间后进行涂覆，并在惰性气氛下进行退火处理，制得钙钛矿晶体薄膜。采用本发明方法能够有效提高钙钛矿晶体薄膜的结晶转化并有效地增大晶粒的尺寸；与现有技术相比，本发明方法更加精确且能从内部直接改善晶体结晶状态，在增强钙钛矿结晶性方面有着更大的优势。

技术领域

本发明涉及太阳能应用技术领域，尤其涉及一种钙钛矿晶体薄膜的制备方法。

背景技术

目前制备钙钛矿薄膜的方法中，由于碘化铅(PbI₂)薄膜在第一步中已经优先部分结晶，导致第二步甲脒氢碘酸盐(FAI)与碘化铅(PbI₂)反应不充分、不迅速，致使得到的钙钛矿薄膜出现晶粒较小、薄膜表面较为粗糙等问题。而钙钛矿薄膜的结晶性良好有助于降低其缺陷态密度、减少载流子的复合。因此，研究人员通常采取在一定湿度环境下退火的方法，利用水分来改善钙钛矿薄膜的性能，但此种方法存在钙钛矿成分在过多水蒸汽气氛下会发生分解的缺点，极难控制。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种钙钛矿晶体薄膜的制备方法，该方法通过在含甲脒氢碘酸盐的溶液中掺入去离子水，能够显著增强钙钛矿晶体薄膜的结晶性能。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

本发明提供一种钙钛矿晶体薄膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备碘化铅薄膜；

S2、将含甲脒氢碘酸盐的混合物溶于有机溶剂中，掺入去离子水，混合均匀后滴加到经步骤S1制得的所述薄膜表面，静置一段时间后进行涂覆，并在惰性气氛下进行退火处理，制得钙钛矿晶体薄膜。

优选地，S1中，所述碘化铅薄膜中还添加有PbBr₂、PbCl₂、Pb(SCN)₂、Pb(CH₃COO)₂、CsI和CsCl中的一种或几种。

优选地，S2中，所述混合物还包括甲脒氢氯酸盐FACl、甲脒氢溴酸盐FABr、甲脒硫氰酸盐FASCN、甲胺氢氯酸盐MACl、甲胺氢溴酸盐MABr、甲胺氢碘酸盐MAI和甲胺硫氰酸盐MASCN中的一种或几种。

优选地，S2中，所述混合物由甲脒氢碘酸盐FAI、甲胺氢氯酸盐MACl、甲胺氢溴酸盐MABr按照80：8：8的质量比混合而成。

优选地，S2中，所述有机溶剂为异丙醇、甲苯、氯苯、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、异丁醇、对二甲苯、二乙醚、丁醇、丙醇和氯仿中的一种或几种。

优选地，S2中，所述去离子水的掺入量占所述含甲脒氢碘酸盐的溶液总体积的比为0.01-10％。

优选地，S2中，所述退火处理的具体过程为：在100-170℃温度条件下热处理10-120分钟。