速度为5°C/min，反应釜升 温至120°C反应2小时，自然冷却至室温，获得添加剂A。将摩尔比1:1的Pbl 2与CH3NH3I溶解于 γ- 丁内酯中，30°c下搅拌1 h，然后加入添加剂A，继续搅拌lh，得到钙钛矿前驱体溶 液。将所述前驱体溶液以1 OOOrpm旋涂到导电玻璃ΙΤ0基底上，150°C热处理后形成复合钙 钛矿吸光层薄膜。在高真空下，蒸镀l〇〇nm铝电极，完成电池制备。经测试，电池效率为 10.5%。同样条件下未加添加剂的钙钛矿前驱体溶液制备的电池效率仅有6.37%。
[0027] 实施例二 本实施例包括以下步骤：将1. Ommo 1的氯化亚铜、0.5mmo 1粒径为10 Onm的氧化错纳米 颗粒和0.2mo 1正己胺混合，室温下搅拌1小时，再向其中缓慢滴加1.2mmo 1二硫化碳，并保持 搅拌，得到褐色溶液，转移溶液到高压反应釜，高压反应釜的升温速度为5°C/min，反应釜升 温至120°C反应2小时，自然冷却至室温，获得添加剂A。将摩尔比1:1的Pbl 2与CH3NH3I溶解于 γ - 丁内酯中，30°c下搅拌1 h，然后加入添加剂A，继续搅拌lh，得到钙钛矿前驱体溶 液。将所述前驱体溶液以1500rpm旋涂到导电玻璃ΙΤ0基底上，150°C热处理后形成复合钙 钛矿吸光层薄膜。在高真空下，蒸镀l〇〇nm金电极，完成电池制备。经测试，电池效率为 15.22%。同样条件下未加添加剂的钙钛矿前驱体溶液制备的电池效率仅有6.37%。
[0028] 实施例三 本实施例包括以下步骤：将1. Ommo 1的氯化亚铜、0.5mmo 1粒径为5 0 Onm的氧化错纳米 颗粒和0.2mo 1正己胺混合，室温下搅拌1小时，再向其中缓慢滴加1.5mmo 1二硫化碳，并保持 搅拌，得到褐色溶液，转移溶液到高压反应釜，高压反应釜的升温速度为5°C/min，反应釜升 温至140°C反应2小时，自然冷却至室温，获得添加剂A。将摩尔比1:1的Pbl 2与CH3NH3I溶解于 γ- 丁内酯中，50°c下搅拌1 h，然后加入添加剂A，继续搅拌lh，得到钙钛矿前驱体溶 液。将所述前驱体溶液以1500rpm旋涂到导电玻璃ITO基底上，150°C热处理后形成复合钙 钛矿吸光层薄膜。在高真空下，蒸镀200nm金电极，完成电池制备。经测试，电池效率为 9.22%。同样条件下未加添加剂的钙钛矿前驱体溶液制备的电池效率仅有6.37%。
[0029]实施例四 本实施例包括以下步骤：将1 .Ommol的氯化亚铜、1 .Ommol粒径为500nm的氧化错纳米 颗粒和lmo 1正己胺混合，室温下搅拌1小时，再向其中缓慢滴加1.5mmo 1二硫化碳，并保持搅 拌，得到褐色溶液，转移溶液到高压反应釜，高压反应釜的升温速度为5°C/min，反应釜升温 至140°C反应2小时，自然冷却至室温，获得添加剂A。将摩尔比1:1的Pbl 2与CH3NH3I溶解于 γ - 丁内酯中，80°c下搅拌1 h，然后加入添加剂A，继续搅拌lh，得到钙钛矿前驱体溶 液。将所述前驱体溶液以1 OOOrpm旋涂到导电玻璃IT0基底上，150°C热处理后形成复合钙 钛矿吸光层薄膜。在高真空下，蒸镀200nm金电极，完成电池制备。经测试，电池效率为 8.59%。同样条件下未加添加剂的钙钛矿前驱体溶液制备的电池效率仅有6.37%。
[0030] 实施例五 本实施例包括以下步骤：将1. Ommo 1的氯化亚铜、0.8mmo 1粒径为2 0 Onm的氧化错纳米 颗粒和0.2mo 1正己胺混合，室温下搅拌1小时，再向其中缓慢滴加1.5mmo 1二硫化碳，并保持 搅拌，得到褐色溶液，转移溶液到高压反应釜，高压反应釜的升温速度为5°C/min，反应釜升 温至80°C反应2小时，自然冷却至室温，获得添加剂A。将摩尔比1:1的Pbl 2与CH3NH3I溶解于 γ - 丁内酯中，80°c下搅拌1 h，然后加入添加剂A，继续搅拌lh，得到钙钛矿前驱体溶 液。将所述前驱体溶液以1 OOOrpm旋涂到导电玻璃IT0基底上，150°C热处理后形成复合钙 钛矿吸光层薄膜。在高真空下，蒸镀200nm金电极，完成电池制备。经测试，电池效率为 12.52%。同样条件下未加添加剂的钙钛矿前驱体溶液制备的电池效率仅有6.37%。
[0031] 尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造 性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优 选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0032] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1. 一种宽范围光谱吸收的钙钛矿光伏材料及其制备方法，所述方法包括:在钙钛矿反 应物中加入添加剂，形成无机粒子杂化钙钛矿前驱体溶液，然后将所述前驱体溶液旋涂到 覆盖有电子传输材料的基底上，150°c热处理后形成复合钙钛矿吸光层薄膜； 其中所述的添加剂包括，卤化物，二硫化碳，氧化锆纳米颗粒，正己胺。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卤化物包括氯化亚铜，氯化亚锡，碘化 亚铜，氟化亚锡等，优选氯化亚铜。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化错纳米颗粒的粒径在50~500 nm。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钙钛矿的反应物包括卤化铅和卤化甲 胺； 优选地，所述卤化铅包括碘化铅； 优选地，所述卤化甲胺包括碘化甲胺。5. 根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括： (1) 将卤化物、氧化锆与正己胺混合，室温下搅拌1~5小时，再向其中缓慢滴加二硫化 碳，并保持搅拌，转移溶液到高压反应釜，反应釜升温至120~180°C反应2~5小时，自然冷却 至室温，获得添加剂A; (2) 将卤化铅与卤化甲胺溶解于溶剂中，10~100°C下搅拌1~30h，然后加入添 加剂A，继续搅拌1~20h，得到钙钛矿前驱体溶液； (3) 然后将所述前驱体溶液旋涂到覆盖有电子传输材料或的基底上，热处理后形成复 合钙钛矿吸光层薄膜。6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述卤化物:氧化锆:正己胺：二硫化碳 的摩尔比为1.0:0.3~1.0:100~1000:0.9~1.5。7. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述高压反应釜的升温速度为5~10°C/ min〇8. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述卤化铅与卤化甲胺的摩尔比在1:1.1 ~1:2.5之间。9. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述旋涂的转速是600~3000rpm。10. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述溶剂选自甲酰胺、乙酰胺、N-甲 基甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺和γ- 丁内酯中的1种或多种。
【专利摘要】本发明公开了一种宽范围光谱吸收的钙钛矿光伏材料及其制备方法，所述方法包括：在钙钛矿反应物中加入添加剂，形成无机粒子杂化钙钛矿前驱体溶液，然后将所述前驱体溶液旋涂到覆盖有电子传输材料的基底上，150℃热处理后形成复合钙钛矿吸光层薄膜；其中所述的添加剂包括，卤化物，二硫化碳，氧化锆纳米颗粒，正己胺。由于本方案中钙钛矿太阳能电池的吸光层采用化学反应生成的纳米硫化亚铜或硫化亚锡材料与氧化锆纳米颗粒共掺杂钙钛矿吸光层，扩大了钙钛矿层的吸光范围，将电池效率从6％增加到10％以上，而且方法简单有效，节约成本。因此，本发明改善钙钛矿太阳电池吸光层性能的方法具有极高的工业应用价值。
【IPC分类】H01L51/42, H01L51/48, H01L51/46
【公开号】CN105514277
【申请号】CN201510963066
【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20日
【申请日】2015年12月21日