[发明专利]一种二氨基丙胺溴化铜钙钛矿材料的合成方法及薄膜制品

说明书

本发明提供一种二氨基丙胺溴化铜钙钛矿材料的合成方法及薄膜制品，包括如下步骤：(1)将1,3‑二溴化丙二铵与溴化铜在溴化氢水溶液中加热反应，反应完成后冷却至室温；(2)抽滤并洗涤沉淀、干燥，得到二氨基丙胺溴化铜产物即铜基钙钛矿材料；其中，1,3‑二溴化丙二铵与溴化铜的摩尔比为1:1‑1:3。将步骤(2)合成的产物铜基钙钛矿材料溶解于二甲亚砜得到浓度为0.1‑1.2mmol/mL的溶液，通过旋涂和退火得到铜基钙钛矿薄膜。本发明可实现环保无铅的钙钛矿材料的制备，得到的产物光吸收边位置达到700nm左右，具有合适的带隙，该产物易溶于二甲亚砜中且可以旋涂制备均一、平整的钙钛矿薄膜，是一种极具应用潜力的钙钛矿太阳能电池光吸收层材料。

【技术领域】

本发明涉及一种二氨基丙胺溴化铜钙钛矿材料的合成方法及薄膜制品。

【背景技术】

有机无机杂化钙钛矿材料作为钙钛矿太阳能电池中优异的吸光材料，引起广大研究者的关注，目前有机无机杂化钙钛矿太阳能电池发展迅速，其光电转换效率已经达到25.5％。但是目前广泛报道的高效钙钛矿太阳能电池大部分含有铅元素，铅元素对人类健康和地球生态均存在重大危害，因此无铅钙钛矿材料的开发与器件制备是近年来的研究热点。近几年报道的非铅钙钛矿大多数基于常用的有机阳离子，比如甲铵、乙铵和甲脒等，而且非铅钙钛矿薄膜的制备存在溶解度不好、成膜不均匀等问题。本发明设计并合成了一种新型的二氨基丙胺溴化铜光电材料，该材料有较宽的光吸收范围、带隙合适，且易溶于二甲亚砜中并制备均一、平整的薄膜，是一种极具应用潜力的钙钛矿太阳能电池光吸收层材料。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种无铅、环保的二氨基丙胺溴化铜钙钛矿材料的合成方法及薄膜制品。

本发明是这样实现上述技术问题之一的：

一种二氨基丙胺溴化铜钙钛矿材料的合成方法，包括如下步骤：

(1)将1,3-二溴化丙二铵与溴化铜在溴化氢水溶液中加热反应，反应完成后冷却至室温；

(2)抽滤并洗涤沉淀、干燥，得到二氨基丙胺溴化铜产物即铜基钙钛矿材料；其中，1,3-二溴化丙二铵与溴化铜的摩尔比为1:1-1:3。

进一步地，步骤(1)中1,3-二溴化丙二铵、溴化铜与溴化氢水溶液置于50-90℃水浴中反应2-6小时。

进一步地，步骤(2)中所述洗涤、干燥，使用无水乙醚洗涤沉淀，在真空干燥箱中60-100℃干燥6-24小时，得到黑色固体粉末。

进一步地，根据上述一种二氨基丙胺溴化铜钙钛矿材料的合成方法制备得到的铜基钙钛矿材料。

本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种无铅、环保、均一、平整的铜基钙钛矿材料的薄膜制备方法。

本发明是这样实现上述技术问题之二的：

一种铜基钙钛矿材料的薄膜制备方法，将上述方法合成的产物即铜基钙钛矿材料溶解于二甲亚砜得到浓度为0.1-1.2mmol/mL的溶液，通过旋涂和退火得到铜基钙钛矿薄膜。

进一步地，所述薄膜制备的旋涂速度为2000-5000转/秒，旋涂时间为20-120秒。

进一步地，所述薄膜制备的退火温度为70-150℃，退火时间为10-60分钟。

本发明具有如下优点：

本发明选用1,3-二溴化丙二铵和溴化铜为原料，可实现环保无铅的钙钛矿材料的制备；本发明制备得到的二氨基丙胺溴化铜钙钛矿材料光吸收边位置达到700nm左右，具有合适的带隙，是一种极具应用潜力的钙钛矿太阳能电池光吸收层材料；另外，本发明所合成的二氨基丙胺溴化铜易溶于二甲亚砜中且可以旋涂制备均一、平整的钙钛矿薄膜，在钙钛矿光伏器件中具有巨大的应用前景。

【附图说明】