【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墨水及其制备方法和钙钛矿太阳能电池。
技术介绍
1、钙钛矿太阳能电池自2009年问世以来，发展迅猛。目前，单结反式钙钛矿太阳能电池已实现26.7％的能量转换效率，晶硅-钙钛矿叠层太阳电池能量转换效率达到34.6％。钙钛矿太阳能电池具有高转换效率、制备工艺简单、低制造成本、可制备在柔性基底上、吸光范围较宽等优点，具有很高的产业化价值，有望跨过商业化门槛，颠覆晶硅太阳能电池的光伏市场主导地位。钙钛矿吸收层作为钙钛矿太阳能电池的核心组成部分，对电池的光电转换效率和稳定性起着决定性作用。钙钛矿吸收层的制备根据是否采用溶剂，可分为溶液法(湿法制备)和气相法(真空镀膜制备)两大类。目前，采用溶液法制备得到的钙钛矿太阳能电池效率更高。常用的溶液法制备工艺有一步溶液旋涂法、两步溶液浸渍法、低温气相辅助溶液法、狭缝涂布、刮刀涂布、喷涂法等。在溶液法制备钙钛矿吸收层过程中，溶剂的特性以及后处理工艺在很大程度上决定了钙钛矿薄膜的结晶过程。
2、通过调节溶剂可以降低溶剂体系毒性、调节前驱体配位性能、控制薄膜成核与结晶过程。n,n二甲基甲酰胺(dmf)和二甲基亚砜(dmso)由于极性较强，对钙钛矿前驱体具有高溶解度，被广泛应用于钙钛矿墨水的制备。但这两种溶剂毒性较强、易燃，对人体健康和自然环境具有不利影响，同时dmf+dmso溶剂体系作为钙钛矿墨水具有以下缺点：(1)溶剂挥发速率较慢，影响涂膜质量使得电池寿命较短；(2)容易聚集和结晶使得储存稳定性不佳，从而增加有毒废弃物。
3、因
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本专利技术提供了一种钙钛矿墨水，使用本专利技术钙钛矿墨水制备的钙钛矿薄膜结晶度更高，退火后晶粒尺寸更大，无针孔，制备的钙钛矿太阳能电池的能量转换效率高于传统dmf+dmso溶剂体系，钙钛矿太阳能电池的稳定性优于传统dmf+dmso溶剂体系，钙钛矿墨水的溶剂体系毒性更小，对人体和自然环境危害较小。
2、本专利技术还提供了一种钙钛矿墨水的制备方法。
3、本专利技术还提供了一种钙钛矿太阳能电池。
4、本专利技术还提供了一种钙钛矿太阳能电池的制备方法。
5、本专利技术的第一方面提供了一种钙钛矿墨水，组分包括前驱液a和前驱液b，所述前驱液a包括溶质a和溶剂a，所述前驱液b包括溶质b和溶剂b，所述溶质a包括卤化甲胺、卤化甲脒、卤化铯和卤化铅中的至少一种，所述溶剂a为2-甲氧基乙醇，所述溶质b包括卤化铯、卤化铅和卤化甲胺中的至少一种，所述溶剂b包括乙腈、n-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-3,4,5,6-四氢-2-嘧啶酮、乙醇和1-环己基-2-吡咯烷酮中的至少一种。
6、本专利技术关于钙钛矿墨水中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
7、相同氛围下，使用本专利技术钙钛矿墨水制备的钙钛矿薄膜结晶度更高，退火后晶粒尺寸更大，无针孔。
8、相同电池结构下，使用本专利技术钙钛矿墨水制备的钙钛矿太阳能电池的能量转换效率高于传统dmf+dmso溶剂体系。
9、相同氛围、电池结构下，使用本专利技术钙钛矿墨水制备的钙钛矿太阳能电池的稳定性优于传统dmf+dmso溶剂体系。
10、相比dmf+dmso溶剂体系，本专利技术钙钛矿墨水的溶剂体系毒性更小，对人体和自然环境危害较小。
11、根据本专利技术的一些实施方式，所述前驱液a的浓度为0.6～1.6mol/l。
12、根据本专利技术的一些实施方式，所述前驱液a的浓度为0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6mol/l中的任一值或任意两者形成的范围值。
13、根据本专利技术的一些实施方式，所述前驱液a的浓度为1.0mol/l。
14、根据本专利技术的一些实施方式，所述前驱液b的浓度为0.2～1.2mol/l。
15、根据本专利技术的一些实施方式，所述前驱液b的浓度为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2mol/l中的任一值或任意两者形成的范围值。
16、根据本专利技术的一些实施方式，所述前驱液b的浓度为0.6～1.0mol/l。
17、根据本专利技术的一些实施方式，所述前驱液a和前驱液b的体积比根据钙钛矿组分、前驱液浓度计算得出。
18、根据本专利技术的一些实施方式，所述溶质a选自卤化甲胺、卤化甲脒、卤化铯和卤化铅中的至少一种。
19、根据本专利技术的一些实施方式，所述溶质a选自mabr、macl、pbi2、pbbr2、fai中的至少一种。
20、根据本专利技术的一些实施方式，所述溶质b选自卤化铯、卤化铅和卤化甲胺中的至少一种。
21、根据本专利技术的一些实施方式，所述溶质b选自pbi2、csi、macl中的至少一种。
22、根据本专利技术的一些实施方式，所述溶剂b选自乙腈、n-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-3,4,5,6-四氢-2-嘧啶酮、乙醇和1-环己基-2-吡咯烷酮中的至少一种。
23、根据本专利技术的一些实施方式，所述溶剂b为n-甲基-2-吡咯烷酮和/或乙腈。
24、本专利技术的第二方面提供了一种制备本专利技术第一方面的钙钛矿墨水的方法，包括以下步骤：
25、将所述溶质a在所述溶剂a中溶解，得到所述前驱液a；
26、将所述溶质b在所述溶剂b中溶解，得到所述前驱液b；
27、将所述前驱液a和前驱液b混匀，得到所述的钙钛矿墨水。
28、本专利技术关于钙钛矿墨水制备方法中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
29、本专利技术的制备方法，无需昂贵的设备和复杂的过程控制，反应条件不苛刻，原料易得，生产成本低，容易工业化生产。
30、根据本专利技术的一些实施方式，钙钛矿墨水制备过程在无水无氧惰性气体的手套箱中进行，整体流程为：称量溶质—添加溶剂—搅拌。
31、根据本专利技术的一些实施方式，钙钛矿墨水制备过程中，溶质称量误差和溶剂添加量误差小于1％。
32、根据本专利技术的一些实施方式，钙钛矿墨水制备过程中，溶质和溶剂混合的过程中进行搅拌，搅拌时长为2～30h，搅拌过程中磁力搅拌台采用加热或不加热中的一种。
33、本专利技术的第三方面提供了一种钙钛矿太阳能电池，包括依次设置的基底层、空穴传输层、吸收层、电子传输层、功能层和电极层，所述吸收层由本专利技术第一方面的钙钛矿墨水制备得到。
34、本专利技术关于钙钛矿太阳能电池的技术方案中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
35、提高了结晶度与晶粒尺寸：使用本专利技术钙钛矿墨水制备的钙钛矿薄膜在退火后具有更高的结晶度，晶粒尺寸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钙钛矿墨水，其特征在于，组分包括前驱液A和前驱液B，所述前驱液A包括溶质A和溶剂A，所述前驱液B包括溶质B和溶剂B，所述溶质A包括卤化甲胺、卤化甲脒、卤化铯和卤化铅中的至少一种，所述溶剂A为2-甲氧基乙醇，所述溶质B包括卤化铯、卤化铅和卤化甲胺中的至少一种，所述溶剂B包括乙腈、N-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-3,4,5,6-四氢-2-嘧啶酮、乙醇和1-环己基-2-吡咯烷酮中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的钙钛矿墨水，其特征在于，所述前驱液A的浓度为0.6～1.6mol/L；和/或，所述前驱液B的浓度为0.2～1.2mol/L。
3.一种制备如权利要求1或2所述的钙钛矿墨水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括依次设置的基底层、空穴传输层、吸收层、电子传输层、功能层和电极层，所述吸收层由权利要求1或2所述的钙钛矿墨水制备得到。
5.根据权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述基底层包括FTO基底层、ITO基底层、AZO基底层中的一种。
6.根据权利要求
7.根据权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述吸收层的组分为FAxCsyMA(1-x-y)PbIzBr(3-z)；其中，x为0.8-0.98；y为0.02-0.2；z为2.5-3。
8.根据权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层包括C60、PCBM、ICBA中的至少一种。
9.根据权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述功能层包括BCP、SnO2、ZnO、Al2O3和LiF中的至少一种。
10.一种制备如权利要求4至9中任一项所述的钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿墨水，其特征在于，组分包括前驱液a和前驱液b，所述前驱液a包括溶质a和溶剂a，所述前驱液b包括溶质b和溶剂b，所述溶质a包括卤化甲胺、卤化甲脒、卤化铯和卤化铅中的至少一种，所述溶剂a为2-甲氧基乙醇，所述溶质b包括卤化铯、卤化铅和卤化甲胺中的至少一种，所述溶剂b包括乙腈、n-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-3,4,5,6-四氢-2-嘧啶酮、乙醇和1-环己基-2-吡咯烷酮中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的钙钛矿墨水，其特征在于，所述前驱液a的浓度为0.6～1.6mol/l；和/或，所述前驱液b的浓度为0.2～1.2mol/l。
3.一种制备如权利要求1或2所述的钙钛矿墨水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括依次设置的基底层、空穴传输层、吸收层、电子传输层、功能层和电极层，所述吸收层由权利要求1或2所述的钙钛矿墨水制备得到。
5.根据权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述基底层包括fto基底层、ito基底层、...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨贺迪，唐坤鹏，邓祥，赖新暖，赵志波，
申请(专利权)人：广东明阳薄膜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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