【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳电池，尤其涉及一种大气下制备大面积钙钛矿薄膜的方法及其制备的大面积钙钛矿薄膜。
技术介绍
1、化石燃料是导致全球变暖的主要因素之一，为了解决这一问题必须开发易于获取和可持续发展的清洁能源。与化石燃料不同，太阳是一种取之不尽的能源，它1h向地球输送的能量超过了整个地球一年所消耗的能量，所以使用光伏电池从太阳收集能量并转换为电能，是一种有效缓解清洁能源供给的方式。在过去的二十年中，第三代太阳能电池，例如染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池、有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池，均得到了研究者的广泛关注。特别是钙钛矿太阳能电池由于其优秀的可见近红外吸收能力、长电荷载流子扩散距离、双极性电荷传输能力和较低的制备成本，自2009年首次被报道后，短短10年间，其转换效率大幅提高至25.2％，这完全满足光伏电池产业化的效率要求。
2、但产业化要求作为钙钛矿太阳电池核心功能层的钙钛矿薄膜的必须能在大气环境下制备。而大气中的水分会降低ch3nh3pbi3薄膜的覆盖率、增加ch3nh3pbi3薄膜的粗糙度；氧气降低ch3nh3pbi3前体溶液在基体上的润湿性，进一步降低ch3nh3pbi3薄膜的覆盖率。所以，在大气环境下制备全覆盖的ch3nh3pbi3薄膜，对旋涂过程中的结晶行为控制提出了极大挑战。
3、针对上述问题，申请号为202110326584.1的中国专利公开了一种全覆盖钙钛矿薄膜及其制备方法，将ch3nh3pbi3前驱体滴加在fto基体上，使用反溶剂法进行旋涂处理，得到全覆盖钙钛矿薄膜，这种方法虽然改
4、因此，提供一种钙钛矿薄膜粗糙度低、荧光产率高且可以大面积制备的方法，成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种大气下制备大面积钙钛矿薄膜的方法及其制备的大面积钙钛矿薄膜，本专利技术提供的方法不仅制备得到的钙钛矿薄膜的面积大，同时钙钛矿薄膜的粗糙度更低，且荧光产率极高。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种大气下制备大面积钙钛矿薄膜的方法，包括：
4、(1)在辅热的条件下，将钙钛矿前驱体溶液滴在基体上，然后进行旋涂处理，在旋涂处理过程中，采用多针法注入反溶剂，得到钙钛矿涂膜；所述辅热的温度为65～75℃；所述多针法注入反溶剂时每一针注入的反溶剂的作用区域对应钙钛矿涂膜的面积为1cm2；
5、(2)对所述步骤(1)得到的钙钛矿涂膜进行退火处理，得到钙钛矿薄膜。
6、优选地，所述步骤(1)中辅热的温度为70℃。
7、优选地，所述步骤(1)中在辅热的条件下为：使基体和大气环境的温度达到辅热的温度。
8、优选地，所述步骤(1)中旋涂处理为：先在1000～1300r/min下旋涂10～15s，然后在2000～2300r/min下旋涂30～35s。
9、优选地，所述步骤(1)中反溶剂的注入时间为旋涂处理的最后10～20s。
10、优选地，所述步骤(1)中多针法注入反溶剂时每一针注入的反溶剂的作用区域为方形。
11、优选地，所述步骤(1)中采用多针法注入反溶剂时，每一针注入的反溶剂的体积≤100μl。
12、优选地，所述步骤(1)中当钙钛矿涂膜的面积≤1cm2时，所述多针法的针数为1针；当所述钙钛矿涂膜的面积为2cm2时，所述多针法的针数为2针；当所述钙钛矿涂膜的面积为4cm2时，所述多针法的针数为4针；当所述钙钛矿涂膜的面积为16cm2时，所述多针法的针数为16针。
13、优选地，所述步骤(2)中退火处理的温度为80～120℃，退火处理的时间为30～60min。
14、本专利技术提供了上述技术方案所述方法制备得到的钙钛矿薄膜。
15、本专利技术提供了一种大气下制备大面积钙钛矿薄膜的方法，包括：(1)在辅热的条件下，将钙钛矿前驱体溶液滴在基体上，然后进行旋涂处理，在旋涂处理过程中，采用多针法注入反溶剂，得到钙钛矿涂膜；所述辅热的温度为65～75℃；所述多针法注入反溶剂时每一针注入的反溶剂的作用区域对应钙钛矿涂膜的面积为1cm2；(2)对所述步骤(1)得到的钙钛矿涂膜进行退火处理，得到钙钛矿薄膜。本专利技术通过在制备钙钛矿涂膜时引入辅热环境，可以促进钙钛矿前驱体溶液中溶剂的蒸发，增加钙钛矿前驱体溶液中的形核数量，缩短生长时间，有助于形成纯平全覆盖的钙钛矿薄膜；通过采用多针法的方式加入反溶剂，可以使反溶剂快速加入，加快钙钛矿溶剂的形核和生长行为，使各个位点同时快速结晶成膜，从而抵挡空气中水分对成膜的侵蚀，在辅热的辅助下可以进一步降低钙钛矿薄膜的粗糙度，从而提高荧光产率。实施例的结果显示，本专利技术提供的方法制备得到的钙钛矿薄膜呈现镜面光泽，钙钛矿薄膜的厚度为100nm～100mm；所述钙钛矿薄膜的粗糙度＜20nm；所述钙钛矿薄膜在2d平面内为四方相，所述钙钛矿薄膜在2d平面内的晶粒尺寸的平均值变化范围为10nm～1mm，其中当晶粒尺寸平均值为200nm～600nm时，晶粒尺寸偏差≤50nm；当晶粒尺寸平均值为600nm～1000nm时，晶粒尺寸偏差≤100nm；所述钙钛矿薄膜封装成电池后批次电池的效率差值≤1％。
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1.一种大气下制备大面积钙钛矿薄膜的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中辅热的温度为70℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中在辅热的条件下为：使基体和大气环境的温度达到辅热的温度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中旋涂处理为：先在1000～1300r/min下旋涂10～15s，然后在2000～2300r/min下旋涂30～35s。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中反溶剂的注入时间为旋涂处理的最后10～20s。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中多针法注入反溶剂时每一针注入的反溶剂的作用区域为方形。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中采用多针法注入反溶剂时，每一针注入的反溶剂的体积≤100μL。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中当钙钛矿涂膜的面积≤1cm2时，所述多针法的针数为1针；当所述钙钛矿涂膜的面积为2cm
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中退火处理的温度为80～120℃，退火处理的时间为30～60min。
10.权利要求1～9任意一项所述方法制备得到的钙钛矿薄膜。
...【技术特征摘要】
1.一种大气下制备大面积钙钛矿薄膜的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中辅热的温度为70℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中在辅热的条件下为：使基体和大气环境的温度达到辅热的温度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中旋涂处理为：先在1000～1300r/min下旋涂10～15s，然后在2000～2300r/min下旋涂30～35s。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中反溶剂的注入时间为旋涂处理的最后10～20s。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中多针法注入反溶剂时每一针注入的反...
【专利技术属性】
技术研发人员：党威武，
申请(专利权)人：陕西国防工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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