一种钙钛矿-云母光伏材料及其制备方法_2

文档序号:9729001阅读:来源:国知局
> 将步骤(3)得到的纳米云母介孔层旋涂浓度l.0mol/L碘化铅、氯化铅或溴化铅溶液,然后在浓度10mg/mlCH3NH3I异丙醇中浸泡15min后,用异丙醇洗涤,再在温度100°C下加热30min,生成CH3NH3Pbl3、CH3NH3PbCl2l或CH3NH3PbBr2l钙钛矿结构材料:于是得到厚度550nm的纳米云母介孔/1 丐钛矿光伏材料。
[0017]利用本实施例制备的钙钛矿-云母光伏材料组装太阳能电池,电池的光电转化率为12.8%。
[0018]实施例3 步骤(1)同上;
(2)制备纳米云母粉末
将云母微粒进行真空干燥,干燥温度为80°C,干燥时间为30h。干燥后的云母在高速粉碎机中研磨粉碎,粉碎时间为8h ο最终得到300nm的纳米级云母颗粒;
(3)制备纳米云母介孔层
将步骤(2)中得到的云母颗粒与异丙醇按照重量比1:4制成料浆,旋涂至步骤(1)中得到的致密层,200°C干燥,再转移到马弗炉中在温度600°C的条件下进行退火处理60min,得到附着在致密层上的纳米云母介孔层;
(4)制备钙钛矿-云母光伏材料
将步骤(3)得到的纳米云母介孔层旋涂浓度1.2mol/L碘化铅、氯化铅或溴化铅溶液,然后在浓度12mg/mlCH3NH3I异丙醇中浸泡20min后,用异丙醇洗涤,再在温度90°C下加热50min,生成CH3NH3Pbl3、CH3NH3PbCl2l或CH3NH3PbBr2l钙钛矿结构材料:于是得到厚度420nm的纳米云母介孔/1 丐钛矿光伏材料。
[0019 ]利用本实施例制备的钙钛矿-云母光伏材料组装太阳能电池,电池的光电转化率为11.8%。
[0020]实施例4 步骤(1)同上;
(2)制备纳米云母粉末
将云母微粒进行真空干燥,干燥温度为80°C,干燥时间为20h。干燥后的云母在高速粉碎机中研磨粉碎,粉碎时间为5h ο最终得到600nm的纳米级云母颗粒;
(3)制备纳米云母介孔层
将步骤(2)中得到的云母颗粒与异丙醇按照重量比1:4制成料浆,旋涂至步骤(1)中得到的致密层,200°C干燥,再转移到马弗炉中在温度600°C的条件下进行退火处理45min,得到附着在致密层上的纳米云母介孔层;
(4)制备钙钛矿-云母光伏材料
将步骤(3)得到的纳米云母介孔层旋涂浓度l.0mol/L碘化铅、氯化铅或溴化铅溶液,然后在浓度12mg/mlCH3NH3I异丙醇中浸泡20min后,用异丙醇洗涤,再在温度110°C下加热45min,生成CH3NH3Pbl3、CH3NH3PbCl2l或CH3NH3PbBr2l钙钛矿结构材料:于是得到厚度600nm的纳米云母介孔/1 丐钛矿光伏材料。
[0021]利用本实施例制备的钙钛矿-云母光伏材料组装太阳能电池,电池的光电转化率为13.8%。
[0022]实施例5 步骤(1)同上;
(2)制备纳米云母粉末
将云母微粒进行真空干燥,干燥温度为80°C,干燥时间为20h。干燥后的云母在高速粉碎机中研磨粉碎,粉碎时间为5h ο最终得到600nm的纳米级云母颗粒;
(3)制备纳米云母介孔层
将步骤(2)中得到的云母颗粒与异丙醇按照重量比1:3制成料浆,旋涂至步骤(1)中得到的致密层,200°C干燥,再转移到马弗炉中在温度500°C的条件下进行退火处理60min,得到附着在致密层上的纳米云母介孔层;
(4)制备钙钛矿-云母光伏材料
将步骤(3)得到的纳米云母介孔层旋涂浓度0.8mol/L碘化铅、氯化铅或溴化铅溶液,然后在浓度12mg/mlCH3NH3I异丙醇中浸泡20min后,用异丙醇洗涤,再在温度90°C下加热50min,生成CH3NH3Pbl3、CH3NH3PbCl2l或CH3NH3PbBr2l钙钛矿结构材料:于是得到厚度650nm的纳米云母介孔/1 丐钛矿光伏材料。
[0023]利用本实施例制备的钙钛矿-云母光伏材料组装太阳能电池,电池的光电转化率为11.9%。
[0024]实施例6 步骤(1)同上;
(2)制备纳米云母粉末
将云母微粒进行真空干燥,干燥温度为100°C,干燥时间为25h。干燥后的云母在高速粉碎机中研磨粉碎,粉碎时间为6h ο最终得到350nm的纳米级云母颗粒;
(3)制备纳米云母介孔层
将步骤(2)中得到的云母颗粒与异丙醇按照重量比1:5制成料浆,旋涂至步骤(1)中得到的致密层,200°C干燥,再转移到马弗炉中在温度600°C的条件下进行退火处理60min,得到附着在致密层上的纳米云母介孔层;
(4)制备钙钛矿-云母光伏材料
将步骤(3)得到的纳米云母介孔层旋涂浓度0.8mol/L碘化铅、氯化铅或溴化铅溶液,然后在浓度8mg/mlCH3NH3I异丙醇中浸泡15min后,用异丙醇洗涤,再在温度90°C下加热50min,生成CH3NH3PbI3、CH3NH3PbCl2I或CH3NH3PbBr2I钙钛矿结构材料:于是得到厚度480nm的纳米云母介孔/钙钛矿光伏材料。
[0025]利用本实施例制备的钙钛矿-云母光伏材料组装太阳能电池,电池的光电转化率为13.1%。
【主权项】
1.一种|丐钛矿-云母光伏材料,其特征在于:以纳米云母材料作为I丐钛矿吸收体层的介孔纳米支架。2.根据权利要求1所述的钙钛矿-云母光伏材料,其特征在于所述钙钛矿-云母光伏材料厚度是500_650nmo3.根据权利要求1所述的钙钛矿-云母光伏材料,其特征在于所述钙钛矿-云母光伏材料所附着的致密层厚度是50-100nmo4.根据权利要求1所述的钙钛矿-云母光伏材料,其特征在于所述钙钛矿结构材料是化学式为ΑΒΧ3的材料,其式中A代表甲基胺;B代表Pb;X是一种或两种选自碘、溴或氯的卤素元素。5.—种如权利要求1所述的钙钛矿-云母光伏材料的制备方法,其特征在于:制备方法包括以下步骤: (1)在FTO玻璃上丝网印刷一层Ti02薄膜层,450°C加热30min后,得到厚度为50_100nm的致密层; (2)将云母微粒进行真空干燥,干燥温度为80?120°C,干燥时间为20-30h;干燥后的云母在高速粉碎机中研磨粉碎,粉碎时间为5?8h,最终得到300?600nm的纳米级云母颗粒; (3)将步骤(2)中得到的云母颗粒与异丙醇按照重量比1:3?5制成料浆,旋涂至步骤(1)中得到的致密层,100?200°C干燥,再转移到马弗炉中在温度300?600°C的条件下进行退火处理30?60min,得到附着在致密层上的纳米云母介孔层; (4)将步骤(3)得到的纳米云母介孔层旋涂浓度0.8-1.2mol/L碘化铅、氯化铅或溴化铅溶液,然后在浓度8-12mg/mlCH3NH3I异丙醇中浸泡15-20min后,用异丙醇洗涤,再在温度90-110°C 下加热 30-50min,生成 CH3NH3Pbl3、CH3NH3PbCl2l 或 CH3NH3PbBr2l 钙钛矿结构材料:于是得到厚度500-650nm的纳米云母介孔/妈钛矿光伏材料。6.根据权利要求5所述的钙钛矿-云母光伏材料的制备方法,其特征在于在步骤(3)中,将碘化铅、氯化铅或溴化铅与CH3NH3I按照摩尔比1:1分别溶解γ -丁内酯中,然后在温度55-65°C的条件下搅拌反应,得到碘化铅、氯化铅或溴化铅溶液2。
【专利摘要】本发明涉及一种钙钛矿-云母光伏材料及其制备方法。本发明采用纳米云母材料充当钙钛矿吸光材料的惰性支架,防止支架材料干扰电子活动,迫使电子快速穿过钙钛矿吸收体层,显著提高电子传送速度。利用本发明提供的钙钛矿-云母光伏材料组装太阳能电池,能使太阳能电池的光电转换效率最高可达13.8%。
【IPC分类】H01L51/42, H01L51/46, H01L51/48
【公开号】CN105489764
【申请号】CN201510959959
【发明人】陈庆, 曾军堂, 叶任海, 陈兵
【申请人】成都新柯力化工科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月21日
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