一种制备钙钛矿薄膜的工艺、钙钛矿薄膜及太阳能电池.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111883670A(43)申请公布日2020.11.03(21)申请号202010769618.X(22)申请日2020.08.03(71)申请人江苏集萃分子工程研究院有限公司地址215500江苏省苏州市常熟高新技术开发区贤士路88号6-7幢202(72)发明人韩长峰郑永强高辉张宇孙国平欧阳俊波冯宗宝钱磊张德龙(74)专利代理机构苏州华博知识产权代理有限公司32232代理人黄珩(51)Int.Cl.H01L51/48(2006.01)H01L51/42(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称一种制备钙钛矿薄膜的工艺、钙钛矿薄膜及太阳能电池(57)摘要本发明公开了一种制备钙钛矿薄膜的工艺，包括如下步骤：S1、配制包含无机成分的前躯体液；S2、在基底上旋涂前驱体液，加热退火形成无机成分薄膜；S3、配制有机胺盐溶液，其中包括溶剂G，溶剂G对无机成分的溶解度高于异丙醇(IPA)对无机成分溶解度；S4、在无机成分薄膜上涂覆有机胺盐溶液，加热退火制得钙钛矿薄膜。有机胺盐溶液中加入溶剂G，可以对无机成分薄膜表面进行腐蚀破坏，辅助有机胺盐渗透到无机成分薄膜的底层，促进无机成分能够充分反应，无残留，因此，可有效提高钙钛矿薄膜的洁净度，为生产高效稳定的太阳能电池奠定了基础。CN111883670ACN111883670A权利要求书1/1页1.一种制备钙钛矿薄膜的工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1、配制包含无机成分的前躯体液；S2、在基底上旋涂所述前驱体液，加热退火形成无机成分薄膜；S3、配制有机胺盐溶液，所述有机胺盐溶液通过将有机胺盐溶于一种以异丙醇为主体的异丙醇混合液制得，所述异丙醇混合液包括溶剂G，所述溶剂G对所述无机成分的溶解度高于所述异丙醇对所述无机成分的溶解度，且所述溶剂G与所述异丙醇的体积比不大于5％；S4、在所述无机成分薄膜上涂布或旋涂所述有机胺盐溶液，加热退火制得钙钛矿薄膜。2.根据权利要求1所述制备钙钛矿薄膜的工艺，其特征在于，所述S1步骤中的无机成分为碘化铅，将所述碘化铅溶于二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的一种或两种组合的溶液，得到碘化铅的浓度为0.5mol/L～1.5mol/L的所述前驱体液。3.根据权利要求2所述制备钙钛矿薄膜的工艺，其特征在于，将溶有所述碘化铅的前驱体液加热至60℃，并搅拌至少2个小时，从而得到澄清的溶液。4.根据权利要求1所述制备钙钛矿薄膜的工艺，其特征在于，所述S2步骤中采用接触式烘烤加热、非接触式烘烤加热、红外线辐射加热及热风循环加热中的一种或两种以上组合的加热方式对所述前驱体液进行加热。5.根据权利要求1所述制备钙钛矿薄膜的工艺，其特征在于，所述S3步骤中的有机胺盐为AX溶液，其中A为甲胺和甲脒中的一种或两种的组合，X为碘、溴或氯中的一种或两种以上的组合，所述溶剂G包含二甲基亚砜、二甲基甲酰胺及乙二醇甲醚中的一种或两种以上的组合。6.根据权利要求5所述制备钙钛矿薄膜的工艺，其特征在于，所述溶剂G与异丙醇的体积比在0.1％～5％。7.根据权利要求6所述制备钙钛矿薄膜的工艺，其特征在于，所述溶剂G为所述乙二醇甲醚，在所述S4步骤中采用涂布法涂覆在所述无机成分薄膜上。8.根据权利要求6所述制备钙钛矿薄膜的工艺，其特征在于，所述溶剂G为所述二甲基亚砜，在所述S4步骤中采用旋涂法涂覆在所述无机成分薄膜上。9.一种钙钛矿薄膜，其特征在于，所述钙钛矿薄膜采用权利要求1-8中任一项所述制备钙钛矿薄膜的工艺进行制备。10.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包含由权利要求1-8中任一项所述制备钙钛矿薄膜的工艺所制备的钙钛矿薄膜。2CN111883670A说明书1/5页一种制备钙钛矿薄膜的工艺、钙钛矿薄膜及太阳能电池技术领域[0001]本发明涉及钙钛矿太阳能电池技术领域，具体涉及一种制备钙钛矿薄膜的工艺。背景技术[0002]近年来，钙钛矿太阳能电池已经成为太阳能电池领域的研究热点，这主要归因于钙钛矿材料出色的光电特性，以及钙钛矿太阳能电池表现出的高效率、低成本和可溶液加工优势。钙钛矿太阳能电池的核心是钙钛矿薄膜，高度结晶、低缺陷、平整均匀的钙钛矿薄膜，是制备高效钙钛矿太阳能电池的基础。[0003]目前钙钛矿薄膜主要是基于溶液旋涂工艺来制备，简单分为一步法和两步法。以碘化铅为例，两步法是先沉积碘化铅薄膜，再沉积有机胺盐，并反应生成钙钛矿薄膜。相较于一步法，两步法更容易控制钙钛矿的反应与结晶，但是，两步法很难控制碘化铅与有机胺盐的摩尔配比，产生碘化铅或有机胺盐的残余，这些残余碘化铅或有机胺盐会作为缺陷存在于器件中，进而影响电池器件的效率与稳定。[0004]因此，本技术领域亟需一种能够有效抑制钙钛矿薄膜中铅盐和有机