[发明专利]一种金属掺杂钙钛矿薄膜、其制备方法及应用有效

专利信息
申请号: 201610205639.2 申请日: 2016-04-05
公开(公告)号: CN105702865B 公开(公告)日: 2018-08-21
发明(设计)人: 麦耀华;范建东;张星;刘冲;沈艳娇;李红亮;陈荣荣 申请(专利权)人: 河北大学
主分类号: H01L51/42 分类号: H01L51/42;H01L51/48
代理公司: 石家庄国域专利商标事务所有限公司 13112 代理人: 胡素梅;白海静
地址: 071002 河北省保*** 国省代码: 河北;13
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摘要: 发明提供了一种金属掺杂钙钛矿薄膜、其制备方法及应用。本发明中金属掺杂钙钛矿薄膜的制备方法具体是:将金属粉末溶解在HX溶液中,形成含有金属离子的HX溶液,X为Cl、Br或I;将含有金属离子的HX溶液与甲胺溶液通过混合、烘干,制备成掺杂金属离子的MAX粉末;将掺杂金属离子的MAX粉末与铅盐混合并溶于二甲基甲酰胺中,制备成钙钛矿前驱液;所述铅盐为PbBr2、PbI2或PbCl2;将钙钛矿前驱液通过旋涂工艺制备成掺杂金属离子的钙钛矿薄膜。本发明通过液相一步法制备出了掺杂金属离子的钙钛矿薄膜,所制备的钙钛矿薄膜覆盖度得到明显的增加,完全可以满足钙钛矿太阳能电池对钙钛矿薄膜高质量的要求。
搜索关键词: 一种 金属 掺杂 钙钛矿 薄膜 制备 方法 应用
【主权项】:
1.一种金属掺杂钙钛矿薄膜的制备方法,其特征是,包括如下步骤:a、将金属溶解到HX溶液中,形成含有金属离子的HX溶液;HX中的X为Cl、Br或I;b、将步骤a中所形成的含有金属离子的HX溶液与甲胺溶液通过混合、烘干,制备成掺杂金属离子的CH3NH3X粉末;c、将步骤b中所形成的掺杂金属离子的CH3NH3X粉末与铅盐混合并溶于二甲基甲酰胺中,制备成钙钛矿前驱液;所述铅盐为PbBr2、PbI2或PbCl2;d、将步骤c中所制备的钙钛矿前驱液通过旋涂工艺制备成掺杂金属离子的钙钛矿薄膜;所述步骤a具体是:a1、称取金属粉末;并量取HX溶液,HX中的X为Cl、Br或I;a2、将HX溶液加入金属粉末中,通过冰浴搅拌至金属粉末完全溶解在HX溶液中,形成含有金属离子的HX溶液;所述步骤b具体是:b1、量取甲胺溶液;b2、将所量取的甲胺溶液逐滴加入含有金属离子的HX溶液内,搅拌均匀,形成混合溶液;b3、将步骤b2所得的混合溶液倒入培养皿中,将培养皿置于加热板上烘干,即得掺杂金属离子的CH3NH3X粉末;所述步骤b2具体是:首先量取无水乙醇;接着将含有金属离子的HX溶液倒入无水乙醇中,搅拌均匀;最后将所量取的甲胺溶液逐滴加入含有金属离子且添加了无水乙醇的HX溶液中,搅拌均匀,形成混合溶液;所述步骤c具体是:c1、在充满N2的手套箱内称取掺杂金属离子的CH3NH3X粉末及铅盐粉末,并使两者混合,形成混合粉末;所述铅盐为PbBr2、PbI2或PbCl2;c2、在混合粉末中加入二甲基甲酰胺,通过搅拌使混合粉末完全溶解,得到钙钛矿前驱液;所述步骤d具体是:d1、在手套箱内,量取钙钛矿前驱液并滴加到基片上进行旋涂制膜;d2、旋涂结束后,使基片在手套箱内静置20min~30min;d3、将静置后的基片从手套箱内取出,并放置在加热板上进行退火处理,退火完成后即得掺杂了金属离子的钙钛矿薄膜;所述步骤d3中的退火工艺为:先在80℃~100℃下退火2.5h~4h,再在120℃~150℃下退火15min~20min。
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