[发明专利]一种低晶界钙钛矿晶体薄膜、电池及其制备方法

权利要求书

1.一种低晶界钙钛矿晶体薄膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：

S1，制备TiO₂纳米阵列薄膜

将质量分数为19.5～22.7％的盐酸溶液，导入由聚四氟乙烯内衬且镶嵌有FTO玻璃的反应釜中，加入钛酸异丙酯，超声使其充分溶解后，在170～190℃条件下加热60～90min获得TiO₂纳米阵列薄膜；

S2，制备前驱体溶液

将PbI₂溶解于DMF溶液中，配置为PbI₂前驱体溶液；

S3，制备低晶界钙钛矿晶体薄膜

将所述PbI₂前驱体溶液涂覆到TiO₂纳米阵列薄膜上，在空气气氛中，直接退火形成吸收层；

将NH₄I的乙醇溶液旋转涂覆到TiO₂纳米阵列薄膜的吸收层上，置于甲胺气环境中加热形成活性层，制得低晶界钙钛矿晶体薄膜。

2.根据权利要求1所述的低晶界钙钛矿晶体薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中，每80mL盐酸溶液加入钛酸异丙酯1～1.5mL，所述超声时间为15～20min。

3.根据权利要求1所述的低晶界钙钛矿晶体薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S3的具体操作为：

将所述PbI₂前驱体溶液涂覆于TiO₂纳米阵列薄膜上，在80～100℃空气气氛中，直接退火30～60min，形成黄色均匀的PbI₂薄膜，所述PbI₂薄膜为吸收层；

将NH₄I的乙醇溶液转速旋转涂覆到TiO₂纳米阵列薄膜的吸收层上，然后，将该TiO₂纳米阵列薄膜置于0.5atm压强下的甲胺气环境中，在70～80℃条件下加热6～8h形成活性层。

4.一种低晶界钙钛矿晶体薄膜，其特征在于，采用如权利要求1～3中任意一种方法制得。

5.一种低晶界钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，采用如权利要求1～3中任意一种方法制得低晶界钙钛矿晶体薄膜后，还包括如下步骤：

S4、制备电池器件

在活性层上旋转涂覆含有spiro-MeOTAD、叔丁基吡啶和三氟甲基正芳基酰亚胺盐的氯苯溶液，干燥后，在sprio-MeOTAD表面沉积Au电极得到低晶界钙钛矿电池。

6.根据权利要求5所述的低晶界钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，步骤S4中：所述旋转涂覆的速率为1000～2000rpm，所述氯苯溶液中spiro-MeOTAD的浓度为65～68mmol/L，叔丁基吡啶的浓度为50～55mmol/L，三氟甲基正芳基酰亚胺盐的浓度为6～9mmol/L。

7.根据权利要求5所述的低晶界钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，所述Au电极的沉积厚度为100～200nm，所述低晶界钙钛矿电池的有效面积为0.12cm²。