[发明专利]一种稳定的钙钛矿太阳电池光吸收层的制备方法

摘要

本发明涉及一种以有机硅纳米粒子作为分散剂和保护膜的稳定的钙钛矿太阳电池光吸收层的制备方法。先将PbI2和CH3NH3I固体加入二甲基甲酰胺有机溶剂中，反应溶解得到CH3NH3PbI3溶液；加入有机硅纳米粒子分散剂溶液和固化剂的乙醇溶液，精密过滤得到光吸收层涂布液；在手套箱中将其滴在有致密层的导电玻璃衬底上，用线棒涂布器涂布均匀，溶剂挥发晾干后重复涂布，最后用90‑110℃热风干燥30分钟，形成表面平滑和结晶均匀的黑色钙钛矿光吸收层。钙钛矿光吸收层在空气中放置30天后，表面颜色、表面电阻和水接触角没有发生明显变化，具有良好的化学稳定性。

主权项

1.一种稳定的钙钛矿太阳电池光吸收层的制备方法，其特征在于以有机硅纳米粒子作为分散剂和保护膜，包括以下制备步骤：（1）将PbI2和CH3NH3I固体加入二甲基甲酰胺有机溶剂中，控制PbI2和CH3NH3I的摩尔比为1:1‑1.05，在60℃下反应 12‑24 h，过滤，得到质量百分浓度4%‑30%的CH3NH3PbI3溶液；（2）将有机硅单体与无水乙醇混合，再加入去离子水和氢碘酸水溶液，控制原料摩尔比为：有机硅单体：无水乙醇：水：HI = 1：50‑100：4‑10：0.01‑0.2，在20‑70℃下进行水解反应2‑12小时，得到有机硅纳米粒子分散剂溶液；（3）在搅拌下向CH3NH3PbI3透明溶液中加入有机硅纳米粒子分散剂溶液，控制有机硅分散剂的质量百分浓度为 0.3%‑1.5%，得到含有机硅分散剂的CH3NH3PbI3透明溶液；（4）在搅拌下向含有机硅分散剂的CH3NH3PbI3透明溶液中加入固化剂的乙醇溶液，控制固化剂的质量百分浓度为 0‑0.5%，补加有机溶剂调整溶液浓度，精密过滤溶液，得到光吸收层涂布液；（5）在手套箱中用针管将光吸收层涂布液滴在有致密层的导电玻璃衬底上，用线棒涂布器涂布均匀，溶剂挥发晾干后重复涂布，使钙钛矿光吸收层厚度达到500‑600nm，最后用90‑110℃热风干燥30分钟，形成表面平滑和结晶均匀的黑色钙钛矿光吸收层；（6）制备的钙钛矿光吸收层表面电阻8‑15Ω，水接触角85‑105°，在空气中放置30天后，表面颜色、表面电阻和水接触角没有发生变化。