[发明专利]操作时间窗口可控调节的钙钛矿溶液、电池、制备方法及应用

权利要求书

1.一种操作时间窗口可控调节的钙钛矿溶液，其特征在于，其成分包括如下：

钙钛矿ABX₃，A位为甲胺离子，B位为铅离子，X位为碘离子、溴离子、氯离子中的一种或几种，

乙腈溶剂，

配位型溶剂，配位型溶剂选自二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、4-叔丁基吡啶中的多种，配位型溶剂加入使钙钛矿成核过程的中间相具有多种，多种中间相存在竞争和协同作用，从而延长结晶的时间窗口，

钙钛矿ABX₃是经甲胺气体熏蒸处理后由固态变成液态状，或者，钙钛矿ABX₃是经甲胺乙醇溶液溶解的状态，

甲胺乙醇的质量浓度为25 wt.%～41wt.%，25 wt.%～41wt.%质量浓度的甲胺乙醇溶液与乙腈的体积比为1:0.8～1:1.2，

配位型溶剂与乙腈溶剂的体积比为1:49～1:9。

2. 制备如权利要求1所述的操作时间窗口可控调节的钙钛矿溶液的方法，其特征在于，其包括如下步骤：

首先，将提前通过逆温结晶得到的钙钛矿单晶或通过化学计量比配制的碘甲胺与碘化铅粉末置于甲胺气氛之中，得到粘稠的黄色钙钛矿前驱液，或者

将提前通过逆温结晶得到的钙钛矿单晶或通过化学计量比配制的碘甲胺与碘化铅粉末溶解在甲胺乙醇的溶液中，得到粘稠的黄色钙钛矿前驱液，

然后，使用配位溶剂和乙腈混合均匀后，对钙钛矿前驱液进行稀释，获得钙钛矿墨水，

其中，配位型溶剂选自二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、4-叔丁基吡啶中的多种。

3.采用如权利要求1所述操作时间窗口可控调节的钙钛矿溶液作为功能层的钙钛矿太阳能电池。

4.如权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在在于，其电池结构包括依次层叠的导电基底、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层和金电极，其中，电子传输层的总体厚度100nm～140nm，钙钛矿薄膜的厚度400nm～600nm，空穴传输层的厚度150nm～250nm，金电极的厚度在60nm～100nm。

5.如权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在在于，所述导电基底为FTO导电玻璃、ITO导电玻璃或者柔性导电基底，

所述的电子传输层的材料为氧化钛、氧化锌、氧化锡、五氧化二铌、富勒烯衍生物种的任意一种，

所述的钙钛矿的化学通式为MAPbI₃、MAPb(I_1-xCl_x)₃或MAPb(I_1-xBr_x)₃，X取值范围为0﹤X﹤1，

空穴传输层材质选自2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐、聚3-己基噻酚、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]中的一种或者多种。

6.制备如权利要求4-5任一所述的钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1：将电子传输层前驱体溶液涂覆于洁净的导电基底上，退火后形成一层致密的电子传输层薄膜，

S2：采用溶剂将介孔浆料稀释，搅拌均匀后涂覆在步骤S1制备获得的电子传输层薄膜上，进行烧结，获得介孔层电子传输薄膜，

S3：在步骤S2制备获得的介孔层电子传输薄膜上沉积钙钛矿前驱体溶液，退火后获得钙钛矿薄膜，退火温度为100℃~120℃、退火时间为10min ~20min，

S4：在钙钛矿薄膜上制备空穴传输层，

S5：在空穴传输层上制备金电极。

7.如权利要求4-5之一所述的钙钛矿太阳能电池的应用，其特征在于，其能在一个标准太阳光照射下产生持续稳定的光电压和光电流，以应用于太阳能电动车、太阳能热水器、可穿戴柔性太阳能手表上。