一种超声喷印法制备三碘化铯锡薄膜的方法技术

本发明专利技术提供一种超声喷印法制备三碘化铯锡薄膜的方法，包括以下步骤：S11，配置CsI溶液，所述CsI溶液的浓度为5wt％至50wt％；S12，配置SnCl2溶液，所述SnCl2溶液的浓度为10wt％至80wt％；S13，利用超声喷印系统将所述CsI溶液喷印到基底上；S14，利用超声喷印系统将所述SnCl2溶液喷印到所述基底上；S15，加热所述基底至干燥，在所述基底上形成三碘化铯锡薄膜。本发明专利技术超声喷印法制备三碘化铯锡(CsSnI3)薄膜的方法，在玻璃、陶瓷和金属箔等大面积基底上合成薄膜，不需要基于真空手段就能合成CsSnI3薄膜的方法，该合成或沉积方法是基于水基前驱体溶液的超声喷印沉积，可显著降低成本，使这种薄膜作为新的太阳能电池吸收材料将得到广泛的应用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供，包括以下步骤：S11，配置CsI溶液，所述CsI溶液的浓度为5wt％至50wt％；S12，配置SnCl2溶液，所述SnCl2溶液的浓度为10wt％至80wt％；S13，利用超声喷印系统将所述CsI溶液喷印到基底上；S14，利用超声喷印系统将所述SnCl2溶液喷印到所述基底上；S15，加热所述基底至干燥，在所述基底上形成三碘化铯锡薄膜。本专利技术超声喷印法制备三碘化铯锡(CsSnI3)薄膜的方法，在玻璃、陶瓷和金属箔等大面积基底上合成薄膜，不需要基于真空手段就能合成CsSnI3薄膜的方法，该合成或沉积方法是基于水基前驱体溶液的超声喷印沉积，可显著降低成本，使这种薄膜作为新的太阳能电池吸收材料将得到广泛的应用。【专利说明】
本专利技术涉及薄膜制备
，尤其涉及。
技术介绍
三碘化铯锡CsSnI3 (CSI)化合物的研究始于1974年，Scaife等人首次对粉状CSI进行了结构分析。数年以后，Mauersberger和Huber等研究组独立合成和标定了黄色针状的CSI微晶。但直到1991年，CSI多晶体才被Yamada等人发现:该多晶体因呈现黑色光泽，故被称为黑CSI。黑CSI是通过将黄色CSI微晶加热到425K以上相变得到。通过对不同温区的结构和晶相X光分析，三种不同的晶体结构被确定:黑CSI晶体在450K时呈现理想的立方钙钛矿结构U相)，当冷却到426K时，其晶体向四角结构(β相)转化，而在351Κ时变为斜方结构(Y相)。但光学和电学输运特性的测量，由于缺乏高质量的CSI样品一直无法进行。直到最近，Borrielo等人根据Yamada等发表的晶体结构数据利用第一性原理计算了三种晶体的电子结构。他们确认这三种晶体相都具有直接带隙，并且Eg( α )< Eg(3 ) < Eg(y ) ο钙钛矿结构的三碘化铯锡CsSnI3 (CSI)及其衍生化合物具有与太阳光谱非常匹配的直接带隙(1.3-1.4eV)。其合成原材料在自然界大量存在、无毒且便于加工，是太阳能光伏器件研究中的一种新型太阳能电池化合物材料。由于强激子相互作用，该材料的光吸收系数很大。在室温下，这种材料几乎可以吸收全部的太阳光子。另外，其化合物中的元素融化温度相近，易形成类似单晶体的材料结构，并且CSI薄膜可用简单的物理和化学法来制备。
技术实现思路
本专利技术的目的在于设计一种新型的制备三碘化铯锡薄膜的方法，使成本降低。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下:，包括以下步骤:SI I，配置CsI溶液，所述CsI溶液的浓度为5被％至50被％ ；S12，配置SnCl2溶液，所述SnCl2溶液的浓度为10财％至80wt% ；S13，利用超声喷印系统将所述CsI溶液喷印到基底上；S14，利用超声喷印系统将所述SnCl2溶液喷印到所述基底上； S15，加热所述基底至干燥，在所述基底上形成三碘化铯锡薄膜。优选的，配置所述CsI溶液的具体方法为:将纯度为99.9%的CsI粉末溶解在无机溶剂中。优选的，所述的无机溶剂主要为水、去离子水、蒸馏水中或其任意混合物。优选的，配置所述SnCl2溶液的具体方法为:将纯度为99.9%的SnCl2粉末溶解在有机溶剂中。优选的，所述的有机溶剂主要为无水乙醇、无水甲醇、无水异丙基、冰醋酸、乙二醇、三甘醇或其任意混合物。优选的，所述CsI溶液的喷涂方法具体为:通过超声喷印系统将所述CsI溶液生成雾化液体吸附在所述基片上。优选的，所述SnCl2溶液的喷涂方法具体为:通过超声喷印系统将所述SnCl2溶液生成雾化液体吸附在所述基片上。优选的，所述超声喷印系统喷印所述CsI溶液和所述SnCl2溶液的时间为5S~15S之间。优选的，所述超声喷印系统将所述CsI溶液和所述SnCl2溶液喷印在所述基片上后发生如下化学反应:3CsI+SnCl2 — CsSnI3+2CsCl ；优选的，加热所述基底的温度为250°C。从以上技术方案可以看出，本专利技术的有益效果可以总结如下:本专利技术超声喷印法三碘化铯锡(CsSnI3)薄膜的方法，在玻璃、陶瓷和金属箔等大面积基底上合成薄膜，不需要基于真空手段就能合成CsSnI3薄膜的方法，该合成或沉积方法是基于水基前驱体溶液的超声喷印沉积，该法与真空沉积相比，可显著降低成本，使这种薄膜作为新的太阳能电池吸收材料将得到广泛的应用。【专利附图】【附图说明】`图1是本专利技术CsSnI3薄膜颜色特征示意图；图2是本专利技术在基底上不同流速的溶液喷印CsSnI3薄膜的光致发光表征；图3是本专利技术CsSnI3薄膜的横向SEM图像；图4是本专利技术在相同的激发和PL收集条件下在基底上溶液超声喷印法制得的CsSnI3薄膜的PL谱；图5是本专利技术在基底上溶液超声喷印法制得的CsSnI3薄膜的XRD曲线。【具体实施方式】为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。本专利技术提供了，用于提供一种新型太阳能材料，将低成本。本专利技术实施例中的超声喷印法制备三碘化铯锡薄膜的方法，具体包括以下步骤:311，配置〇81溶液，所述〇81溶液的浓度为5被％至50被％ ；S12，配置SnCl2溶液，所述SnCl2溶液的浓度为5被％至50wt% ；S13，利用超声喷印系统将所述CsI溶液喷印到基底上；S14，利用超声喷印系统将所述SnCl2溶液喷印到所述基底上；S15，加热所述基底至干燥，在所述基底上形成三碘化铯锡薄膜。所述基底材料主要为玻璃、陶瓷和金属箔等。实施例:溶液法合成多晶CsSnI3薄膜的步骤如下:前驱体材料的溶液是在环境条件下合成的，环境条件指:室温或温度为298.15K(或 25°C, 77 0F );绝对压力为 IOOkPa(或 14.504psi，0.986atm)。CsI溶液的的具体制备方法如下:30克去离子水中加入12克纯度为99.9%的CsI粉末，形成28.6wt% (重量百分比)的CsI溶液，CsI粉末被完全溶解在去离子水中，搅拌CsI溶液30分钟。在环境条件下，CsI溶液无色稳定，可向CsI的去离子水溶液中加入更多的CsI粉末，直至饱和，溶液是无色的，CsI粉末可以溶解在小于自身质量的水中，而无明显的分解。也可以选择所举例子以外的溶剂来配制CsI溶液，所举例的溶剂包括但不只限于:水、蒸馏水，以及它们的混合物，CsI溶液的重量百分比)可以约为5wt%至50wt%,或约为 15wt%至 40wt%。SnC12溶液的具体制备方法如下:20克无水乙醇中加入4克纯度为99.9%的SnC12粉末，形成16.7被％的SnCl2溶液，SnCl2粉末被完全溶解在无水乙醇中，搅拌SnCl2溶液30分钟。在环境条件下，SnCl2溶液无色稳定。可向SnCl2的无水乙醇溶液中加入更多的SnCl2粉末，直至饱和，溶液是无色的。也可以选择所举例子以外的溶剂来配制SnCl2溶液，所举例的溶剂包括但不只限于:无水乙醇、无水甲醇、无水异丙基、冰醋酸、乙二醇、三甘醇，以及它们的混合物。311(:12溶液的重量百分比(wt % )可以约为20wt %至80wt %,或约为10wt%至50wt%。喷印合成CsSnI3薄膜用于喷印溶液的装置为超声喷印系统。通过以下两步处理，超本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声喷印法制备三碘化铯锡薄膜的方法，其特征在于，包括：S11，配置CsI溶液，所述CsI溶液的浓度为5wt％至50wt％；S12，配置SnCl2溶液，所述SnCl2溶液的浓度为10wt％至80wt％；S13，利用超声喷印系统将所述CsI溶液喷印到基底上；S14，利用超声喷印系统将所述SnCl2溶液喷印到所述基底上；S15，加热所述基底至干燥，在所述基底上形成三碘化铯锡薄膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈凯，陈琢，任宇航，
申请(专利权)人：浙江尚颉光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：