一种钙钛矿材料、制备方法及其太阳能电池器件与流程

本发明涉及新能源领域，特别是涉及一种钙钛矿材料、制备方法及其太阳能电池器件。

背景技术：

随着全球经济的快速发展和人口的不断增长，化石燃料的消耗也大幅度的增加，随之而来的除了供不应求的燃料的消耗，也给我们赖以生存的环境带来了严重的威胁。因此，大力开发新型的绿色能源成为人类生存发展更为迫切任务，卤化钙钛矿由于具有低成本、高效率等特点，最近作为非常有前景的太阳能电池吸收层材料被广泛研究。

自从2009年miyasaka将有机金属钙钛矿用于染料敏化太阳能电池并得到3.8％的效率以来，钙钛矿太阳能电池器件得到了迅猛发展，但由于钙钛矿材料对水分子，氧分子敏感，环境条件下很容易降解，这阻碍了钙钛矿太阳能电池的商业化，所以解决钙钛矿太阳能电池的长期稳定性问题成为了其商业化的前提条件。因此，如何制备一种高效率，高稳定性的钙钛矿太阳能电池成为了新能源领域的一大挑战。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种钙钛矿材料、制备方法及其太阳能电池器件，用于解决现有技术中钙钛矿太阳能电池效率低、稳定性差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明的一方面提供一种钙钛矿材料，所述钙钛矿的分子式为abx3，其中，a选自c1-x-yexfy，所述c选自ma和/或fa，所述e选自dma，所述f选自cs、rb、k中的一种或几种，所述b选自pb和/或sn，所述x选自i、br和cl中的一种或几种。

在本发明的一些实施方法中，所述c1-x-yexfy中x＝0-0.3，y＝0-0.3，优选为x＝0-0.2，y＝0-0.2。

在本发明的一些实施方式中，所述a选自ma1-x-ydmaxcsy。

在本发明的一些实施方式中，所述x选自i3-zbrz，其中z＝0-3。

在本发明的一些实施方式中，所述钙钛矿材料是薄膜和/或多晶。

本发明的第二方面提供一种钙钛矿材料的制备方法，包括：提供钙钛矿的前驱体溶液，通过所述前驱体溶液形成钙钛矿材料。

在本发明的一些实施方式中，所述前躯体溶液浓度为0.8m-1.4m，所述前躯体溶液中溶剂选自有机溶剂，优选选自dmf、dmso、gbl、nmp中的一种或几种。

在本发明的一些实施方式中，所述前躯体溶液旋涂在基底上，所述基底选自niox、ptaa、pedot中的一种；所述旋涂过程中使用反溶剂，所述反溶剂选自甲苯、氯苯、乙醚中的一种或几种。

在本发明的一些实施方式中，还包括退火处理的步骤，所述退火处理时温度为70℃-100℃，退火时间为5min-10min。

本发明的第三方面提供如上所述钙钛矿材料在太阳能电池或电致发光器件中的用途。

本发明的第四方面提供一种钙钛矿太阳能电池器件，包括传输层，阻挡层、金属电极以及如上所述的钙钛矿材料。

附图说明

图1为ma1-x-ydmaxcsypbi3钙钛矿薄膜的x射线衍射图谱。

图2为ma0.905dma0.07cs0.025pbi3-zbrz钙钛矿薄膜的x射线衍射图谱。

图3为ma1-x-ydmaxcsypbx3钙钛矿的扫描电镜(sem)图谱。

图4为ma1-x-ydmaxcsypbi3钙钛矿太阳能电池器件的j-v曲线图。

图5为ma0.905dma0.07cs0.025pbi3-zbrz钙钛矿太阳能电池器件的j-v曲线图。

图6为mapbi3、ma0.93dma0.07pbi3和ma0.905dma0.07cs0.025pbi3的三种钙钛矿太阳能电池的j-v曲线图。

具体实施方式

本发明发明人经过大量探索实验，提供了一种钙钛矿材料，所述钙钛矿材料有着良好的大气条件下的稳定性的技术效果，将此钙钛矿材料应用在太阳能电池上，具有较高的光电转化效率，在此基础上完成了本发明。

下面详细说明根据本发明的钙钛矿材料、制备方法及其太阳能电池器件。

首选说明根据本发明第一方面的钙钛矿材料。

本发明所提供的钙钛矿材料中，钙钛矿的分子式为abx3，其中，a选自c1-x-yexfy，所述c选自ma和/或fa，所述e选自dma，所述f选自cs、rb、k中的一种或几种，所述b选自pb和/或sn，所述x选自i、br和cl中的一种或几种。

本发明所提供的钙钛矿材料中，a选自c1-x-yexfy，其中x＝0-0.3，x＝0-0.2，x＝0-0.15，x＝0-0.03，x＝0.03-0.07，x＝0.07-0.11，x＝0.11-0.1，x＝0.1-0.15，x＝0.15-0.2，x＝0.2-0.3，优选x＝0-0.2；y＝0-0.3，y＝0-0.1，y＝0.1-0.2，y＝0-0.2，y＝0.05-0.15，y＝0-0.01，y＝0.01-0.05，y＝0.05-0.08，y＝0.08-0.15，y＝0.15-0.2，y＝0.2-0.3，优选y＝0-0.2。

本发明所提供的钙钛矿材料中，a选自ma1-x-ydmaxcsy，其中x＝0-0.15，x＝0-0.03，x＝0.03-0.07，x＝0.07-0.11，x＝0.11-0.1，x＝0.1-0.15，优选x＝0.03-0.07；y＝0-0.10，y＝0.01-0.05，y＝0.05-0.08，优选y＝0.01-0.05。

本发明所提供的钙钛矿材料中，a选自ma1-x-ydmaxrby，其中x＝0-0.15,x＝0-0.03，x＝0.03-0.07，x＝0.07-0.11，x＝0.11-0.1，x＝0.1-0.15，优选x＝0.07-0.11；y＝0-0.10，y＝0.01-0.05，y＝0.05-0.08，优选y＝0.01-0.05。

本发明所提供的钙钛矿材料中，a选自ma1-x-ydmaxky，其中x＝0-0.15,x＝0-0.03，x＝0.03-0.07，x＝0.07-0.11，x＝0.11-0.1，x＝0.1-0.15，优选x＝0.07-0.11；y＝0-0.2，y＝0-0.01，y＝0.01-0.05，y＝0.05-0.15，y＝0.15-0.2，优选y＝0.05-0.15。

本发明所提供的钙钛矿材料中，a选自fa1-x-ydmaxcsy，其中x＝0-0.2，x＝0-0.03，x＝0.03-0.07，x＝0.07-0.11，x＝0.11-0.1，x＝0.1-0.15，x＝0.15-0.2，优选x＝0.1-0.15；y＝0-0.2，y＝0-0.01，y＝0.01-0.05，y＝0.05-0.08，y＝0.08-0.15，y＝0.15-0.2，优选y＝0.08-0.15。

本发明所提供的钙钛矿材料中，a选自fa1-x-ydmaxrby，其中x＝0-0.2，x＝0-0.03，x＝0.03-0.07，x＝0.07-0.11，x＝0.11-0.1，x＝0.1-0.15，x＝0.15-0.2，优选x＝0.1-0.15；y＝0-0.3，y＝0-0.01，y＝0.01-0.05，y＝0.05-0.08，y＝0.08-0.15，y＝0.15-0.2，y＝0.2-0.3，优选y＝0.1-0.2。

本发明所提供的钙钛矿材料中，a选自fa1-x-ydmaxky，其中x＝0-0.2，x＝0-0.03，x＝0.03-0.07，x＝0.07-0.11，x＝0.11-0.1，x＝0.1-0.15，x＝0.15-0.2，优选x＝0.1-0.15；y＝0-0.3，y＝0-0.01，y＝0.01-0.05，y＝0.05-0.08，y＝0.08-0.15，y＝0.15-0.2，y＝0.2-0.3，优选y＝0.1-0.2。

本发明所提供的钙钛矿材料中，x选自i3-zbrz，其中z＝0-3，z＝0-1，z＝1-2，z＝2-3，优选z＝0-1。

本发明所提供的钙钛矿材料中，钙钛矿是薄膜和/或多晶。

其次说明根据本发明第二方面的钙钛矿材料的制备方法。

本发明所提供的钙钛矿材料的制备方法，包括：提供钙钛矿的前驱体溶液，通过所述前驱体溶液形成钙钛矿材料。

本发明所提供的钙钛矿材料制备方法中，所述的前躯体溶液中，前躯体溶液浓度选自0.8m-1.4m，0.8m-1.1m，1.1m-1.3m，1.3m-1.4m，优选1.1m-1.3m。

本发明所提供的钙钛矿材料制备方法中，将卤化物加入混合试剂中，加热搅拌,得到前躯体溶液；所述卤化物选自二甲基碘化胺、二甲基溴化铵、二甲基氯化铵、甲基碘化胺、甲基溴化铵、甲基氯化铵、甲脒氢碘酸盐、甲脒氢溴酸盐、甲脒盐酸盐、碘化铯、溴化铯、氯化铯、碘化铷、溴化铷、氯化铷、碘化钾、溴化钾、氯化钾、碘化铅、溴化铅、氯化铅、碘化锡、溴化锡、氯化锡等的几种的混合物。

本发明所提供的钙钛矿材料制备方法中，所述前躯体溶液中溶剂选自有机溶剂，优选选自dmf、dmso、gbl、nmp中的一种或几种，更优选选自dmf和dmso，所述dmso和dmf的体积比为0:1-1:0，0:1-1:9，1:9-1:4，1:4-1:0，优选选自1:9-1:4。

本发明所提供的钙钛矿材料制备方法中，所述前躯体溶液旋涂在基底上，所述基底选自niox、ptaa、pedot中的一种；所述基底的厚度为5nm-30nm，5nm-10nm，10nm-20nm，20nm-30nm，优选为10nm-20nm。

本发明所提供的钙钛矿材料制备方法中，所述前躯体溶液采用一步法旋涂工艺，一步法旋涂工艺选自初级转速500rpm-2000rpm，500rpm-1000rp，1000rpm-1500rpm，1500rpm-2000rpm，优选为1000rpm-1500rpm，10s；次级转速3000rpm-6000rpm，3000rpm-4000rpm，4000rpm-5000rpm，5000rpm-6000rpm，优选为4000rpm-5000rpm，30s。

本发明所提供的钙钛矿材料制备方法中，所述旋涂过程中使用反溶剂，所述反溶剂选自甲苯、氯苯、乙醚中的一种或几种。滴加反溶剂的时间为旋涂过程结束前8s-20s，8s-10s，10s-15s，15s-20s，优选为10s-15s滴加，反溶剂的量为400ul-800ul，400ul-500ul，500ul-700ul，700ul-800ul，优选为500ul-700ul。钙钛矿前驱体溶液在旋涂过程中滴加如甲苯之类的溶剂，利用反溶剂控制钙钛矿成核，结晶和晶体生长过程，使得钙钛矿结晶质量明显提高，同时提高了薄膜表面的覆盖度。

本发明所提供的钙钛矿材料制备方法中，退火处理时温度为70℃-100℃，70℃-80℃，80℃-95℃，95℃-100℃，优选为80℃-95℃退火时间为5min-15min，5min-8min，8min-10min，10min-15min，优选为8min-10min。

再者，说明根据本发明第三方面如上所述的钙钛矿材料在的用途。

钙钛矿材料的应用包含各种基于此发明的钙钛矿材料方法获得钙钛矿材料的器件，如钙钛矿太阳能电池、光探测器、存储器等。

最后，说明本发明的第四方面所述的太阳能电池器件。

本发明所提供的太阳能电池器件中，所述太阳能电池器件包括传输层，阻挡层、金属电极以及本发明第一方面的钙钛矿材料。

本发明所提供的太阳能电池器件中，所述的传输层包括空穴传输层和电子传输层。其中空穴传输层选自niox、ptaa、pedot中的一种或多种，电子传输层选自pcbm和/或c60。

本发明所提供的太阳能电池器件中，所述的阻挡层是bcp和/或zirconium(iv)acetylacetonate。

本发明所提供的太阳能电池器件中，所述的金属电极为金属银和/或铝。

本发明所提供的太阳能电池器件中，所述的空穴传输层的厚度为5nm-30nm，5nm-10nm，10nm-20nm，20nm-30nm，优选为10nm-20nm，电子传输层厚度为30nm-100nm，优选为50nm-80nm，阻挡层厚度为3nm-10nm，3nm-5nm，5nm-8nm，8nm-10nm，优选为5nm-8nm，金属电极厚度为80nm-150nm，80nm-100nm，100nm-120nm，120nm-150nm，优选为100nm-120nm。

本发明所提供的太阳能电池器件的制备方法中，将传输层在上述钙钛矿材料上旋涂，再旋涂阻挡层，最后将制备的样品进行金属电极蒸镀制得太阳能电池器件。

本发明的有益效果是：

1、本发明的钙钛矿材料有着良好的大气条件下的稳定性。把mapbi3和ma1-x-ydmaxcsypbi3薄膜放在空气中，一个星期后mapbi3薄膜会变成白色，而ma1-x-ydmaxcsypbi3薄膜仍为黑色，说明ma1-x-ydmaxcsypbi3薄膜的稳定性更好。

2、本发明的钙钛矿材料的制备工艺简单，采用一步法成膜工艺，操作方便，具有大规模生产的特点。

3、本发明制备的钙钛矿太阳能电池器件具有较高的光电转化效率。目前反结构的光电转化效率通常为16-18％，本发明与现有技术相比，光电转化效率高1-2％，且本发明采用传统工艺能很好实现。因为采用的都是一步法旋涂工艺，三元与二元的合成工艺相当，目前三元的材料也比较多，本发明的这个三元材料的主要优势是加入了含有两个甲基的大分子，使钙钛矿材料在常温下能保持立方相结构，极大地提高了钙钛矿材料的稳定性。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

在下述实施例中，所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明，均可商购获得。

一、钙钛矿薄膜的制备方法

实施例1

ma0.905dma0.07cs0.025pbi3钙钛矿薄膜的制备方法，具体步骤为：

称取甲基碘化胺0.1871g(mai，1.1765mmol)，二甲基碘化胺0.0157g(dmai，0.091mmol),碘化铯0.0084g(csi，0.0325mmol)和碘化铅0.5993g(1.3mmol)加入到装有1mldmf和dmso的混合试剂中(体积比为4:1)的4ml玻璃瓶中，在70℃的温度下搅拌1小时，冷却，用0.22um的聚四氟乙烯滤头过滤，所得溶液为钙钛矿前躯体溶液。将氧化镍基底放置于旋涂仪上，用200ul移液枪钙钛矿前躯体溶液滴在氧化镍基底上，盖上盖子，开始旋涂，旋涂参数为，1000rpm,10s；4000rpm,30s,在旋涂过程结束前15s时用1ml移液枪量取600ul甲苯作为反溶剂，快速滴在旋转的基底上，旋涂过程结束后，取出基底放在加热台上加热，加热温度为90℃，加热时间为8min,加热结束得到黑色钙钛矿薄膜。图1为ma1-x-ydmaxcsypbi3钙钛矿薄膜的x射线衍射图谱。

实施例2

ma0.88dma0.07cs0.05pbi3钙钛矿薄膜的制备方法，具体步骤为：

称取甲基碘化胺0.1819g(mai，1.144mmol)，二甲基碘化胺0.0157g(dmai，0.091mmol),碘化铯0.0169g(csi，0.065mmol)和碘化铅0.5993g(1.3mmol)加入到装有1mldmf和dmso的混合试剂中(体积比为4:1)的4ml玻璃瓶中，在70℃的温度下搅拌1小时，冷却，用0.22um的聚四氟乙烯滤头过滤，所得溶液为钙钛矿前躯体溶液。将氧化镍基底放置于旋涂仪上，用200ul移液枪钙钛矿前躯体溶液滴在氧化镍基底上，盖上盖子，开始旋涂，旋涂参数为，1000rpm,10s；4000rpm,30s,在旋涂过程结束前15s时用1ml移液枪量取600ul甲苯作为反溶剂，快速滴在旋转的基底上，旋涂过程结束后，取出基底放在加热台上加热，加热温度为90℃，加热时间为8min,加热结束得到黑色钙钛矿薄膜。图1为ma1-x-ydmaxcsypbi3钙钛矿薄膜的x射线衍射图谱。

实施例3

ma0.855dma0.07cs0.075pbi3钙钛矿薄膜的制备方法，具体步骤为：

称取甲基碘化胺0.1767g(mai，1.1115mmol)，二甲基碘化胺0.0157g(dmai，0.091mmol),碘化铯0.02533g(csi，0.0975mmol)和碘化铅0.5993g(1.3mmol)加入到装有1mldmf和dmso的混合试剂中(体积比为4:1)的4ml玻璃瓶中，在70℃的温度下搅拌1小时，冷却，用0.22um的聚四氟乙烯滤头过滤，所得溶液为钙钛矿前躯体溶液。将氧化镍基底放置于旋涂仪上，用200ul移液枪钙钛矿前躯体溶液滴在氧化镍基底上，盖上盖子，开始旋涂，旋涂参数为，1000rpm,10s；4000rpm,30s,在旋涂过程结束前15s时用1ml移液枪量取600ul甲苯作为反溶剂，快速滴在旋转的基底上，旋涂过程结束后，取出基底放在加热台上加热，加热温度为90℃，加热时间为8min,加热结束得到黑色钙钛矿薄膜。图1为ma1-x-ydmaxcsypbi3钙钛矿薄膜的x射线衍射图谱。

实施例4

ma0.83dma0.07cs0.1pbi3钙钛矿薄膜的制备方法，具体步骤为：

称取二甲基碘化胺0.0157g(dmai，0.091mmol),甲基碘化胺0.1715g(mai，1.079mmol)，碘化铯0.0337g(csi，0.13mmol)和碘化铅0.5993g(1.3mmol)加入到装有1mldmf和dmso的混合试剂中(体积比为4:1)的4ml玻璃瓶中，在70℃的温度下搅拌1小时，冷却，用0.22um的聚四氟乙烯滤头过滤，所得溶液为钙钛矿前躯体溶液。将氧化镍基底放置于旋涂仪上，用200ul移液枪钙钛矿前躯体溶液滴在氧化镍基底上，盖上盖子，开始旋涂，旋涂参数为，1000rpm,10s；4000rpm,30s,在旋涂过程结束前15s时用1ml移液枪量取600ul甲苯作为反溶剂，快速滴在旋转的基底上，旋涂过程结束后，取出基底放在加热台上加热，加热温度为90℃，加热时间为8min,加热结束得到黑色钙钛矿薄膜。图1为ma1-x-ydmaxcsypbi3钙钛矿薄膜的x射线衍射图谱。

实施例5

ma0.905dma0.07cs0.025pbi2.8br0.2钙钛矿薄膜的制备方法，具体步骤为：

称取甲基碘化胺0.1871g(mai，1.1765mmol)，二甲基碘化胺0.0157g(dmai，0.091mmol),碘化铯0.0084g(csi，0.0325mmol),碘化铅0.5394g(1.17mmol)和溴化铅0.0477g(0.13mmol)加入到装有1mldmf和dmso的混合试剂中(体积比为4:1)的4ml玻璃瓶中，在70℃的温度下搅拌1小时，冷却，用0.22um的聚四氟乙烯滤头过滤，所得溶液为钙钛矿前躯体溶液。将氧化镍基底放置于旋涂仪上，用200ul移液枪钙钛矿前躯体溶液滴在氧化镍基底上，盖上盖子，开始旋涂，旋涂参数为，1000rpm,10s；4000rpm,30s,在旋涂过程结束前15s时用1ml移液枪量取600ul甲苯作为反溶剂，快速滴在旋转的基底上，旋涂过程结束后，取出基底放在加热台上加热，加热温度为90℃，加热时间为8min,加热结束得到黑色钙钛矿薄膜。图2为ma0.905dma0.07cs0.025pbi3-zbrz钙钛矿薄膜的x射线衍射图谱。

实施例6

ma0.905dma0.07cs0.025pbi2.6br0.4钙钛矿薄膜的制备方法，具体步骤为：

称取甲基碘化胺0.1871g(mai，1.1765mmol)，二甲基碘化胺0.0157g(dmai，0.091mmol),碘化铯0.0084g(csi，0.0325mmol),碘化铅0.4794g(1.04mmol)和溴化铅0.0954g(0.26mmol)加入到装有1mldmf和dmso的混合试剂中(体积比为4:1)的4ml玻璃瓶中，在70℃的温度下搅拌1小时，冷却，用0.22um的聚四氟乙烯滤头过滤，所得溶液为钙钛矿前躯体溶液。将氧化镍基底放置于旋涂仪上，用200ul移液枪钙钛矿前躯体溶液滴在氧化镍基底上，盖上盖子，开始旋涂，旋涂参数为，1000rpm,10s；4000rpm,30s,在旋涂过程结束前15s时用1ml移液枪量取600ul甲苯作为反溶剂，快速滴在旋转的基底上，旋涂过程结束后，取出基底放在加热台上加热，加热温度为90℃，加热时间为8min,加热结束得到黑色钙钛矿薄膜。图2为ma0.905dma0.07cs0.025pbi3-zbrz钙钛矿薄膜的x射线衍射图谱。

实施例7

ma0.905dma0.07cs0.025pbi2.4br0.6钙钛矿薄膜的制备方法，具体步骤为：

称取甲基碘化胺0.1871g(mai，1.1765mmol)，二甲基碘化胺0.0157g(dmai，0.091mmol),碘化铯0.0084g(csi，0.0325mmol),碘化铅0.4195g(0.91mmol)和溴化铅0.1431g(0.39mmol)加入到装有1mldmf和dmso的混合试剂中(体积比为4:1)的4ml玻璃瓶中，在70℃的温度下搅拌1小时，冷却，用0.22um的聚四氟乙烯滤头过滤，所得溶液为钙钛矿前躯体溶液。将氧化镍基底放置于旋涂仪上，用200ul移液枪钙钛矿前躯体溶液滴在氧化镍基底上，盖上盖子，开始旋涂，旋涂参数为，1000rpm,10s；4000rpm,30s,在旋涂过程结束前15s时用1ml移液枪量取600ul甲苯作为反溶剂，快速滴在旋转的基底上，旋涂过程结束后，取出基底放在加热台上加热，加热温度为90℃，加热时间为8min,加热结束得到黑色钙钛矿薄膜。图2为ma0.905dma0.07cs0.025pbi3-zbrz钙钛矿薄膜的x射线衍射图谱。

实施例8

fa0.8dma0.1cs0.1pbi3钙钛矿薄膜的制备方法，具体步骤为：

称取碘甲脒0.1789g(fai，1.04mmol)，二甲基碘化胺0.0225g(dmai，0.13mmol),碘化铯0.0338g(csi，0.13mmol),碘化铅0.5993g(1.3mmol)加入到装有1mldmf和dmso的混合试剂中(体积比为4:1)的4ml玻璃瓶中，在70℃的温度下搅拌1小时，冷却，用0.22um的聚四氟乙烯滤头过滤，所得溶液为钙钛矿前躯体溶液。将氧化镍基底放置于旋涂仪上，用200ul移液枪钙钛矿前躯体溶液滴在氧化镍基底上，盖上盖子，开始旋涂，旋涂参数为，1000rpm,10s；4000rpm,30s,在旋涂过程结束前10s时用1ml移液枪量取200ul甲苯作为反溶剂，快速滴在旋转的基底上，旋涂过程结束后，取出基底放在加热台上加热，加热温度为120℃，加热时间为10min,加热结束得到黑色钙钛矿薄膜。

二、钙钛矿太阳能电池器件的制备方法

实施例9

ma1-x-ydmaxcsypbi3钙钛矿电池的制备

将做好的钙钛矿薄膜放在旋涂仪上，用200ul移液枪量取80ul20mg/ml的pcbm-氯苯溶液滴在钙钛矿薄膜上，旋涂，参数为1000rpm,32s。旋涂过程结束后，用1ml移液枪量取60ulbcp饱和异丙醇溶于，一边旋转一边滴加，旋涂参数为6000rpm,40s,2-3s内滴完bcp溶液。待旋涂过程结束后，用刀片刮掉样品四周(4mm宽度)的样品，并用棉签蘸乙腈试剂擦干净，然后将样品送入镀膜仪中进行金属电极蒸镀，真空值5*10^-7torr,金属银厚度为120nm。图4为ma1-x-ydmaxcsypbi3钙钛矿太阳能电池器件的j-v曲线图。

实施例10

ma0.905dma0.07cs0.025pbi3-zbrz钙钛矿电池的制备

将做好的钙钛矿薄膜放在旋涂仪上，用200ul移液枪量取80ul20mg/ml的pcbm-氯苯溶液滴在钙钛矿薄膜上，旋涂，参数为1000rpm,32s。旋涂过程结束后，用1ml移液枪量取60ulbcp饱和异丙醇溶于，一边旋转一边滴加，旋涂参数为6000rpm,40s,2-3s内滴完bcp溶液。待旋涂过程结束后，用刀片刮掉样品四周(4mm宽度)的样品，并用棉签蘸乙腈试剂擦干净，然后将样品送入镀膜仪中进行金属电极蒸镀，真空值5*10^-7torr,金属银厚度为120nm。图5为ma0.905dma0.07cs0.025pbi3-zbrz钙钛矿太阳能电池器件的j-v曲线图。

实施例11

fa0.8dma0.1cs0.1pbi3钙钛矿电池的制备

将做好的钙钛矿薄膜放在旋涂仪上，用200ul移液枪量取80ul20mg/ml的pcbm-氯苯溶液滴在钙钛矿薄膜上，旋涂，参数为1000rpm,32s。旋涂过程结束后，用1ml移液枪量取60ulbcp饱和异丙醇溶于，一边旋转一边滴加，旋涂参数为6000rpm,40s,2-3s内滴完bcp溶液。待旋涂过程结束后，用刀片刮掉样品四周(4mm宽度)的样品，并用棉签蘸乙腈试剂擦干净，然后将样品送入镀膜仪中进行金属电极蒸镀，真空值5*10^-7torr,金属银厚度为120nm。

对比例12

分别对基于mapbi3,ma0.93dma0.07pbi3和ma0.905dma0.07cs0.025pbi3的三种钙钛矿太阳能电池进行了比较，钙钛矿太阳能电池的j-v曲线如图6所示，ma0.905dma0.07cs0.025pbi3三元钙钛矿的光电转换效率高于mapbi3,ma0.93dma0.07pbi3钙钛矿太阳能电池的效率。

三、钙钛矿太阳能电池器件的效率测试

测试仪器为：太阳光模拟器，k2400

测试参数为：光强：100mw/cm²

扫描范围：-0.1-1.13v

扫描速度：10mv/s

停留时间：200ms

图4和图5为钙钛矿太阳能电池器件的j-v曲线图。

由图1和图2可知，ma1-x-ydmaxcsypbi3和ma0.905dma0.07cs0.025pbi3-zbrz钙钛矿薄膜都表现出立方相的特征。由图3可知，所制备的ma1-x-ydmaxcsypbi3钙钛矿太阳能电池器件的各层厚度以及ma0.905dma0.07cs0.025pbi3和ma0.88dma0.07cs0.05pbi2.6br0.4(图3中a:ito/niox/ma1-x-ydmaxcsypbi3/pcbm/bcp/ag,b:ma0.905dma0.07cs0.025pbi3,c:ma0.88dma0.07cs0.05pbi2.6br0.4)钙钛矿薄膜的表面形貌。由图4可知，ma1-x-ydmaxcsypbi3钙钛矿太阳能电池器件都表现出良好的光电转换效率，其中基于ma0.905dma0.07cs0.025pbi3的器件具有最高的光电转化效率，为19.37％。由图5可知，在ma0.905dma0.07cs0.025pbi3钙钛矿结构中加入溴离子(br)会降低钙钛矿的效率，但是开路电压有一定的提高。由图6可知，本发明的三元钙钛矿太阳能电池的效率高于其他单元或二元钙钛矿太阳能电池的效率。