一种钙钛矿薄膜的制备方法、钙钛矿太阳能电池，属于钙钛矿太阳能电池技术领域，克服现有技术不适用于大面积生产的缺陷。本发明专利技术钙钛矿薄膜的制备方法包括以下步骤：干法制备无机化合物层；在无机化合物层上湿法制备有机盐层；退火处理，获得钙钛矿薄膜；所述湿法制备有机盐层的过程中，在有机盐溶液中加入添加剂，所述添加剂结构式为式中，R<subgt;1</subgt;和R<subgt;2</subgt;分别独立的选自CH<subgt;3</subgt;或H。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钙钛矿太阳能电池，具体涉及一种钙钛矿薄膜的制备方法、钙钛矿太阳能电池。
技术介绍
1、随着社会经济的高速发展，人类对化石能源的依赖与消耗越来越大，日益严重的能源危机和环境污染问题已经受到社会的广泛关注，迫使人类寻求可持续发展的新能源。而太阳能作为取之不尽的清洁能源，可以有效缓解能源危机，并且对环境友好。钙钛矿太阳能电池作为第三代太阳能电池，其具有成本低、带隙可调、制备简单等优点。
2、由于钙钛矿薄膜的溶液处理和快速晶体生长的性质，前驱体成分和处理条件会形成各种各样的缺陷(如孔洞等问题)。添加剂的使用可以影响钙钛矿的结晶和膜的形成。合适的添加剂与钙钛矿晶体中阳离子有良好的相互作用，抑制晶界缺陷，提高器件效率。
3、现有技术通过将添加剂加入钙钛矿粉末制得的前驱体溶液中或直接将添加剂的溶液旋涂在钙钛矿活性层上来提高其光电特性及环境稳定性。上述方案不适用大面积生产工艺上，因其面积变大，添加剂在钙钛矿前驱液中较高的溶解度不能够触发溶液过饱和，在狭缝涂布过程中不易形成大量的成核位点，影响钙钛矿的成核生长，其钙钛矿成核结晶过程往往不易控制，因此会产生“区域死点”等问题。
技术实现思路
1、因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术不适用于大面积生产的缺陷，从而提供一种钙钛矿薄膜的制备方法、钙钛矿太阳能电池。
2、为此，本专利技术提供了以下技术方案。
3、第一方面，本专利技术提供了一种钙钛矿薄膜的制备方法，包括以下步骤：
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p>4、干法制备无机化合物层；5、在无机化合物层上湿法制备有机盐层；
6、退火处理，获得钙钛矿薄膜；
7、所述湿法制备有机盐层的过程中，在有机盐溶液中加入添加剂，所述添加剂结构式为
8、式中，r1和r2分别独立的选自ch3或h。
9、进一步的，满足以下条件中的至少一项：
10、(1)无机化合物层的原料包括碘化铅、碘化铯和溴化铅中的至少一种；
11、(2)所述有机盐溶液中包括甲基氯化胺、甲脒溴化胺、甲脒碘化胺和甲基碘化胺、甲基溴化胺中的至少一种；
12、(3)有机盐溶液的溶剂包括异丙醇、或乙醇中的至少一种。
13、进一步的，在所述有机盐溶液中加入的添加剂的含量是有机盐总质量的0.2％～3.5％，优选为0.3％～2.1％。
14、进一步的，1ml有机盐溶液包括甲基氯化胺(macl)6～8mg、甲脒溴化胺(fabr)17～23mg、甲脒碘化胺(fai)38～45mg和甲基碘化胺(mai)9～12mg。
15、进一步的，使用真空蒸镀法制备无机化合物层；
16、优选的，沉积速率为
17、优选的，无机化合物层的沉积厚度控制为185～205nm。
18、进一步的，采用狭缝涂布法湿法制备有机盐层；
19、优选的，狭缝涂布法满足以下条件中的至少一项：
20、(1)涂布刀尺寸20～100cm；
21、(2)刀头唇口与涂布平台的间距100～250μm；
22、(3)涂布速度5～25mm/s；
23、(4)风刀选择空气风刀或氮气风刀，压力0.1mpa～1mpa；
24、(5)注液速度1～10μl/s。
25、进一步的，退火处理条件为100～160℃下退火10～20min。
26、第二方面，本专利技术提供了一种根据所述钙钛矿薄膜的制备方法制得的钙钛矿薄膜。
27、第三方面，本专利技术提供了一种钙钛矿太阳能电池，包括所述的钙钛矿薄膜。
28、进一步的，所述钙钛矿太阳能电池为单节电池或叠层电池。
29、干法制备无机盐的方法有磁控溅射法、原子沉积法、化学气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积、真空蒸镀法、反应等离子沉积法中的至少一种方法。
30、湿法制备有机盐层的方法有狭缝涂布法、刮涂法、喷涂法、旋涂法、浸润法中的至少一种方法。
31、当使用真空蒸镀法时，具体操作如下：将制备好空穴传输层的电池片转移至专用的掩模版上，随后放置真空腔室内进行抽真空处理，待真空度下降至2*10-6mpa后打开基片挡板进行蒸镀，通过控制不同加热源的温度控制不同膜材的蒸发速率(按照碘化铯>溴化铅>碘化铅优先级顺序)，达到先快后慢的蒸镀效果。
32、钙钛矿薄膜的制备方法包括：
33、a、涂布前：将基底在蒸镀腔体内完成蒸镀无机化合物层；
34、b、涂布：将基底置于狭缝涂布仪器平台上，并将已加入添加剂的有机盐液置于注液泵中；启动狭缝涂布仪，开启风刀，注液泵将钙钛矿前驱液注入涂布刀刀头中并顺势滴落在基底上，与此同时狭缝涂布仪将连续移动基底，最终在基底上覆盖一层钙钛矿湿膜；
35、c、涂布完：将钙钛矿湿膜转移到加热台上退火。
36、本专利技术技术方案，具有如下优点：
37、1.本专利技术钙钛矿薄膜的制备方法包括以下步骤：干法制备无机化合物层；在无机化合物层上湿法制备有机盐层；热处理，获得钙钛矿薄膜；所述湿法制备有机盐层的过程中，在有机盐溶液中加入添加剂，所述添加剂结构式为
38、式中，r1和r2分别独立的选自ch3或h。
39、本专利技术在两步法的基础上，向有机盐溶液中掺杂甲基丙烯酸甲酯及衍生物(添加剂)，用于提高原有机盐溶液的黏度，为两步法制备高质量大面积(10cm×10cm以上)钙钛矿无机薄膜和高效率的钙钛矿电池提供了新的工艺，避免大面积钙钛矿薄膜上出现“区域死点”等孔洞，从而提高器件的光电性能。
40、本专利技术方法可实现钙钛矿单晶薄膜大面积致密、无孔洞的高质量钙钛矿薄膜的制备，起到提高电池效率与稳定性。此外，该方法还适用于多种钙钛矿材料，包括杂化、纯无机以及多元阳离子钙钛矿。采用该方法可生长出厚度、面积等规格较为一致的钙钛矿单晶薄膜，有利于未来钙钛矿单晶薄膜光电器件的统一化生产。
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【技术保护点】
1.一种钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一项：
3.根据权利要求1或2所述的钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，在所述有机盐溶液中加入的添加剂的含量是有机盐总质量的0.2％～3.5％，优选为0.3％～2.1％。
4.根据权利要求2所述的钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，1mL有机盐溶液包括甲基氯化胺6～8mg、甲脒溴化胺17～23mg、甲脒碘化胺38～45mg和甲基碘化胺9～12mg。
5.根据权利要求1或2所述的钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，使用真空蒸镀法制备无机化合物层；
6.根据权利要求1或2所述的钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，采用狭缝涂布法湿法制备有机盐层；
7.根据权利要求1或2所述的钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，退火处理条件为100～160℃下退火10～20min。
8.根据权利要求1-7任一项所述的钙钛矿薄膜的制备方法制得的钙钛矿薄膜。
9.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括权利要求8所述的钙钛矿薄膜。
10.根据权利要求9所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池为单节电池或叠层电池。
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【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一项：
3.根据权利要求1或2所述的钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，在所述有机盐溶液中加入的添加剂的含量是有机盐总质量的0.2％～3.5％，优选为0.3％～2.1％。
4.根据权利要求2所述的钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，1ml有机盐溶液包括甲基氯化胺6～8mg、甲脒溴化胺17～23mg、甲脒碘化胺38～45mg和甲基碘化胺9～12mg。
5.根据权利要求1或2所述的钙钛矿薄膜的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：毕恩兵，闻斌，郭明轩，
申请(专利权)人：宣城先进光伏技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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