F溶液，该溶液中CH3NH3Br的浓度配制为1.0mol/L，滴加结束后再快速向其中滴加PbCl2的DMF溶液，该溶液中PbCl2的浓度配制为1.0mol/L，滴加结束后持续搅拌至两者混合均匀，将混合液升温至80°C后停止搅拌，静置lOmin，其后使用4°C/min的降温速率将混合液降温至40°C，向该混合液中加入氢氧化钠调节混合液pH值至13，其后缓慢搅拌混合液25min得到前驱体溶液，将该前驱体溶液静置于室温下48h后进行过滤，将滤得的固体使用大量的二次水冲洗，冲洗后在烘箱内进行干燥，即得到所述的薄层状钙钛矿结构的光伏材料，在SEM下观察到该光伏材料为薄层状晶体，每层厚度略大于实施例1中得到的光伏材料晶体的每层厚度，略小于实施例2中得到的光伏材料晶体的每层厚度。
[0036]实施例5
将十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)使用溶剂去离子水配制成浓度为2.0mmol/L的溶液，将该CTAC溶液升温至30°C，保持该温度，在搅拌状态下向所述CTAC溶液中缓慢滴加CH3NH3C1的DMF溶液，该溶液中CH3NH3C1的浓度配制为1.5mo 1 /L，滴加结束后再快速向其中滴加Pb 12的DMF溶液，该溶液中Pbl2的浓度配制为1.5mol/L，滴加结束后持续搅拌至两者混合均匀，将混合液升温至75°C后停止搅拌，静置lOmin，其后使用5°C/min的降温速率将混合液降温至30°C，向该混合液中加入氢氧化钠调节混合液pH值至12，其后缓慢搅拌混合液30min得到前驱体溶液，将该前驱体溶液静置于室温下48h后进行过滤，将滤得的固体使用大量的二次水冲洗，冲洗后在烘箱内进行干燥，即得到所述的薄层状钙钛矿结构的光伏材料，在SEM下观察到该光伏材料为薄层状晶体，每层厚度略大于实施例3中得到的光伏材料晶体的每层厚度。
[0037]实施例6
选择一块FT0玻璃，将其清洗干净并进一步干燥，其后向该FT0玻璃上使用丝网印刷法印刷一层Ti02薄膜层，于500°C下加热20min后得到负载于FT0玻璃上的致密层，该致密层厚度为50nm，其后将由实施例1制得的薄层状钙钛矿结构的光伏材料使用DMF进行溶解，其后旋涂于致密层上，并于90°C下加热10分钟使该光伏材料形成10nm的涂层贴于致密层上形成吸光层，再将对电极浆料通过丝网印刷法印制于该吸光层上，流平后置于80°C烘箱中干燥lOmin即得到太阳能电池，经测试其光电转换效率为13%，电流密度为24.0mA/cm2，开路电压893mVo
[0038]实施例7
选择一块FT0玻璃，将其清洗干净并进一步干燥，其后向该FT0玻璃上使用丝网印刷法印刷一层Ti02薄膜层，于500°C下加热25min后得到负载于FT0玻璃上的致密层，该致密层厚度为40nm，其后将由实施例2制得的薄层状钙钛矿结构的光伏材料使用DMF进行溶解，其后旋涂于致密层上，并于80°C下加热10分钟使该光伏材料形成20nm的涂层贴于致密层上形成吸光层，再将对电极浆料通过丝网印刷法印制于该吸光层上，流平后置于80°C烘箱中干燥lOmin即得到太阳能电池，经测试其光电转换效率为12.3%，电流密度为20.0mA/cm2，开路电压912mV。
[0039]实施例8
选择一块FT0玻璃，将其清洗干净并进一步干燥，其后向该FT0玻璃上使用丝网印刷法印刷一层Ti02薄膜层，于500°C下加热25min后得到负载于FT0玻璃上的致密层，该致密层厚度为50nm，其后将由实施例3制得的薄层状钙钛矿结构的光伏材料使用DMF进行溶解，其后旋涂于致密层上，并于80°C下加热10分钟使该光伏材料形成30nm的涂层贴于致密层上形成吸光层，再将对电极浆料通过丝网印刷法印制于该吸光层上，流平后置于80°C烘箱中干燥lOmin即得到太阳能电池，经测试其光电转换效率为10%，电流密度为18.2mA/cm2，开路电压930mVo
【主权项】
1.一种薄层状钙钛矿结构的光伏材料的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: 诱导剂溶液的配制 将阳离子表面活性剂使用溶剂去离子水配制成溶液，所述溶液的浓度为该阳离子表面活性剂的CMC值的200%?300%，即得到诱导剂溶液； 2)前驱体的合成 将所述诱导剂溶液升温至30?40°C，保持该温度，在搅拌状态下向所述诱导剂溶液中缓慢滴加卤化甲胺有机溶液，其后再快速滴加卤化铅有机溶液，两者混合均匀后得到混合液，将所述混合液升温至70?90°C，停止搅拌，静置5?lOmin，其后使用2?5°C/min的降温速率将所述混合液降温至30?40°C，并向所述混合液中加入pH调节剂调节其pH值为10?14，轻微搅拌20?30min后得到前驱体溶液； 晶体熟化 将所述前驱体溶液静置于室温下24?48h，其后进行过滤，将得到的固体进行大量的二次或三次水冲洗，其后对其进行干燥，即得到所述的薄层状钙钛矿结构的光伏材料。2.根据权利要求1所述的薄层状钙钛矿结构的光伏材料的制备方法，其特征在于:所述阳离子表面活性剂为脂肪铵盐。3.根据权利要求2所述的薄层状钙钛矿结构的光伏材料的制备方法，其特征在于:所述阳离子表面活性剂为选自十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的薄层状钙钛矿结构的光伏材料的制备方法，其特征在于:所述卤化甲胺为选自CH3NH31、CH3NH3Br、CH3NH3C1中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的薄层状钙钛矿结构的光伏材料的制备方法，其特征在于:所述卤化甲胺有机溶液为CH3NH31、CH3NH3Br、CH3NH3C1中的一种或多种溶于有机溶剂中所形成的溶液，所述有机溶剂为γ -丁内酯或DMF。6.根据权利要求1所述的薄层状钙钛矿结构的光伏材料的制备方法，其特征在于:所述卤化铅为选自PbCl2、PbBr2、PbI2中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的薄层状钙钛矿结构的光伏材料的制备方法，其特征在于:所述卤化铅有机溶液为PbCl2、PbBr2、PbI2中的一种或多种溶于有机溶剂中所形成的溶液，所述有机溶剂为γ -丁内酯或N，Ν-二甲基甲酰胺(DMF)。8.根据权利要求1所述的薄层状钙钛矿结构的光伏材料的制备方法，其特征在于:所述pH调节剂为选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠中的一种或多种。9.根据根据权利要求1所述的薄层状钙钛矿结构的光伏材料的制备方法，其特征在于:所述卤化甲胺有机溶液中卤化铅的浓度为1.0?1.5mol/L;所述卤化铅有机溶液中卤化铅的浓度为1.0?1.5mol/L。10.—种薄层状钙钛矿结构的光伏材料，其特征在于:其通过权利要求1?9中任一项所述的制备方法制备得到，其晶体为薄层状。
【专利摘要】本发明公开了一种薄层状钙钛矿结构的光伏材料及其制备方法，属于光伏材料领域，特别属于钙钛矿结构的光伏材料的领域。本发明通过在钙钛矿结构的晶体的合成过程中，加入诱导剂，于适当的温度与pH值下，使原本为立方晶系的钙钛矿结构的晶体发生畸变从而得到薄层状堆叠形态的钙钛矿结构的晶体。本发明提出的制备方法过程简单、操作简易，得到的薄层状钙钛矿结构的晶体电子传输效率高，应用于太阳能电池中时光电转化率高，电子损耗小，传输效率高。
【IPC分类】H01L51/46, H01L51/48
【公开号】CN105489775
【申请号】CN201510959659
【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