[发明专利]一种基于机械化学法制备锡基钙钛矿粉体的方法

说明书

本发明的目的在于克服现有技术中钙钛矿材料存在的问题，提供一种基于机械化学法制备锡基钙钛矿粉体的方法，属于光伏材料技术领域。本方法包括以下步骤：1)取CsX和SnX₂或者CsX和SnX₄，混合均匀；2)在室温、保护气氛中，将混合材料放入球磨罐中用球磨机球磨，既得CsSnX₃或者Cs₂SnX₆。该方法能够制备出晶粒细化、高结晶度、高热稳定性的锡基钙钛矿纳米粉体。

技术领域

本发明属于光伏材料技术领域，特别涉及一种基于机械化学法制备锡基钙钛矿粉体的方法。

背景技术

有机-无机卤化铅钙钛矿由于其优异的光电和光伏特性，近年来受到了广泛的研究。自2009年首次将金属卤化物钙钛矿材料应用于太阳能电池(效率为3.8％)以来，研究人员一直致力于进一步开发金属卤化物钙钛矿在场效应管、太阳能电池、光电探测器、热电、串联器件、发光电化学电池、二极管和激光器等领域的应用。

目前有两种普遍采用的方法来制备钙钛矿光电器件，包括基于溶液或基于气相的沉积技术。前者需要将金属卤化物前体溶解在高沸点的极性有机溶剂中，例如二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亚砜(DMSO)，后者需要在特定的设备和气氛下进行。也就是说，这两种技术都要求严格的操作条件。此外，使用这些方法在大范围内制造和部署钙钛矿是不切实际的。因为在这种方法中产量有限，所以规模较大。因此，我们有必要探索一种新颖且可工业化生产的方法制备钙钛矿材料。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中钙钛矿材料存在的问题，提供一种基于机械化学法制备锡基钙钛矿粉体的方法，该方法能够制备出晶粒细化、高结晶度、高热稳定性的锡基钙钛矿纳米粉体。

一种基于机械化学法制备锡基钙钛矿粉体的方法，包括以下步骤：

1)取CsX和SnX₂或者CsX和SnX₄，混合均匀；

2)在室温、保护气氛中，将混合材料放入球磨罐中用球磨机球磨，既得CsSnX₃或者Cs₂SnX₆。

进一步，上述基于机械化学法制备锡基钙钛矿粉体的方法，CsX与SnX₂的摩尔比为1∶1。

进一步，上述基于机械化学法制备锡基钙钛矿粉体的方法，CsX与SnX₄的摩尔比为2∶1。

进一步，上述基于机械化学法制备锡基钙钛矿粉体的方法，X为I、Cl、Br中的一种。

进一步，上述基于机械化学法制备锡基钙钛矿粉体的方法，CsX、SnX₂、SnX₄的粒度范围为30-50nm，纯度≥99.99％。

进一步，上述基于机械化学法制备锡基钙钛矿粉体的方法，步骤2)中，球磨罐中的球料质量比为1.5～2∶1。

进一步，上述基于机械化学法制备锡基钙钛矿粉体的方法，步骤2)中，球磨机的球磨频率为30～40Hz，球磨时间4～5个小时。

进一步，上述基于机械化学法制备锡基钙钛矿粉体的方法，CsSnX₃或者Cs₂SnX₆纯度≥99％，粒度800～1000nm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过改良制备工艺，采用机械化学法制备的锡基钙钛矿(CsSnX₃、Cs₂SnX₆)，纯度高，晶粒细化，以至达到纳米颗粒，粉体热稳定性优异。

附图说明