[发明专利]钙钛矿薄膜的制备方法及钙钛矿太阳能电池的制备方法

说明书

本发明适用钙钛矿太阳能电池技术领域，提供了一种钙钛矿薄膜的制备方法及钙钛矿太阳能电池的制备方法，钙钛矿薄膜的制备方法包括以下步骤：将钙钛矿前驱液涂敷于基底上，得到钙钛矿湿膜；将所述钙钛矿湿膜放置在含有添加剂、并用于萃取所述钙钛矿前驱液的溶剂的反溶剂中，并对所述反溶剂进行超声波处理；将处理后的所述钙钛矿湿膜进行退火，以得到钙钛矿薄膜。本发明提供的钙钛矿薄膜的制备方法可以减少钙钛矿薄膜缺陷，提升钙钛矿薄膜的质量，从而提升应用该钙钛矿薄膜的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。

技术领域

本发明涉及钙钛矿太阳能电池技术领域，具体涉及一种钙钛矿薄膜的制备方法及钙钛矿太阳能电池的制备方法。

背景技术

随着化学燃料资源的日益枯竭，新能源的开发与利用也就成为了21世纪永恒的科研方向。太阳能简单、安全、无污染以及取之不尽用之不竭的特点也成为了近百年来的研究热点。自上世纪以来，晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池逐渐出现在人类的视野，而居高不下的成本也促使新一代高效太阳能电池的出现。作为第一代太阳能电池，晶硅电池不断接近其29.4％的转化效率极限。为了突破效率瓶颈和降低太阳能电池制造成本，科研学者们将目光转移到第三代太阳能电池-钙钛矿太阳能电池上。而钙钛矿电池的出现则为光伏行业的发展指明了一条新的发展方向。高效，低廉成为了钙钛矿电池的标签，自2009年以来，短短12年时间钙钛矿电池便实现了3.8％到25.5％的飞速增长。虽然钙钛矿电池的光电转换效率可以媲美传统硅电池，但随着钙钛矿面积的增大，钙钛矿薄膜的质量有随之下降，进而导致了钙钛矿电池的光电性能，也正因此制约了钙钛矿的产业化进程。

现有技术中，钙钛矿薄膜的制备方法通常采用旋涂法、狭缝涂布、喷涂或线性真空镀膜法制备得到钙钛矿湿膜，然后再将钙钛矿湿膜进行退火，以使钙钛矿湿膜结晶得到钙钛矿薄膜。但是，钙钛矿湿膜直接经过退火结晶得到的钙钛矿薄膜会存在较多空洞，而这些空洞会成为载流子的复合中心，使得钙钛矿薄膜质量差，空穴和电子传输效率低，从而导致钙钛矿太阳能电池光电转换效率低。

发明内容

本发明提供一种钙钛矿薄膜的制备方法，旨在解决现有技术存在钙钛矿薄膜的制备方法制备的钙钛矿薄膜质量差，导致钙钛矿太阳能电池光电转换效率低的问题。

本发明是这样实现的，提供一种钙钛矿薄膜的制备方法，包括以下步骤：

将钙钛矿前驱液涂敷于基底上，得到钙钛矿湿膜；

将所述钙钛矿湿膜放置在含有添加剂、并用于萃取所述钙钛矿前驱液的溶剂的反溶剂中，并对所述反溶剂进行超声波处理；

将处理后的所述钙钛矿湿膜进行退火，以得到钙钛矿薄膜。

优选的，所述钙钛矿前驱液的溶质为ABX3中的至少一种，其中，A为甲基胺基团、甲脒基团或Cs，B为Pb、Sn或Ge，X为I、Br或Cl，所述钙钛矿前驱液的溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N，N二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或组合。

优选的，所述反溶剂为苯甲醚、氯苯、甲苯、异丙醇、乙酸乙酯、乙醇、丁醇、1,2-二氯苯、丙烯酸乙酯、氯仿、丙烯酸丁酯、乙醚、间二甲苯、甲苯、1,3,5-三甲苯中的至少一种。

优选的，所述添加剂为甲胺蒸汽、甲脒蒸汽、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、甲酸甲胺、醋酸甲胺、1-乙基-3-甲基咪唑嗅盐、碘单质、碘化物中的至少一种。

优选的，所述碘化物为碘化铅或碘化铯。

优选的，所述超声波发生功率为5-100W。

优选的，所述超声波处理的时间为10-30分钟。

优选的，所述退火的温度为70-150℃。

优选的，所述退火的时间为5-30分钟。

本发明还提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括上述的钙钛矿薄膜的制备方法，还包括：