一種鈣鈦礦薄膜及其制備方法與鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種鈣鈦礦薄膜及其制備方法與鈣鈦礦太陽能電池，方法包括步驟：首先將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液旋涂到襯底上；其中，所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液選用的溶劑為DMF、DMSO、

Perovskite Thin Film and preparation method thereof and perovskite solar cell

The invention discloses a perovskite thin film and its preparation method and perovskite solar cell method comprises the steps of: firstly, perovskite precursor solution, spin coating to the substrate; wherein, the solvent of perovskite precursor solution was used in DMF, DMSO,

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種鈣鈦礦薄膜及其制備方法與鈣鈦礦太陽能電池
本專利技術(shù)涉及太陽電池
，尤其涉及一種鈣鈦礦薄膜及其制備方法與鈣鈦礦太陽能電池。
技術(shù)介紹
目前，制備致密的鈣鈦礦薄膜的方法通常為，采用鈣鈦礦前軀體溶液，使其一直旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)成膜過程中，在溶劑未干的時候，滴入如甲苯，氯苯，乙醚等反型溶劑（anti-solvent）誘導(dǎo)鈣鈦礦前軀體快速結(jié)晶，從而制成致密的鈣鈦礦薄膜。該方法雖然能制成致密的鈣鈦礦薄膜，但使用該方法制備鈣鈦礦薄膜時，也存在以下幾個問題：（1）在反型溶劑滴入前，鈣鈦礦前軀體沒有充分的時間進行結(jié)晶；（2）溶劑揮發(fā)的時間過短，鈣鈦礦前軀體成膜前的狀態(tài)不好控制。以上兩個因素限制了反型溶劑快速誘導(dǎo)鈣鈦礦結(jié)晶成膜技術(shù)制備成大晶粒的鈣鈦礦薄膜。因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。
技術(shù)實現(xiàn)思路
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)的目的在于提供一種鈣鈦礦薄膜及其制備方法與鈣鈦礦太陽能電池，旨在解決現(xiàn)有方法在反型溶劑滴入后，鈣鈦礦前軀體沒有充分的時間進行結(jié)晶，溶劑揮發(fā)的時間過短，鈣鈦礦前軀體成膜前的狀態(tài)不好控制的問題。本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：一種鈣鈦礦薄膜的制備方法，其中，包括：步驟A、首先將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液旋涂到襯底上；其中，所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液選用的溶劑為DMF、DMSO、中的一種或多種；步驟B、然后旋轉(zhuǎn)旋涂有鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的襯底，在鈣鈦礦前驅(qū)體溶液未完全揮發(fā)時，停止旋轉(zhuǎn)，放置一定的時間；步驟C、重新旋轉(zhuǎn)旋涂有鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的襯底，然后再滴入反型溶劑，在80~120℃下退火5~15分鐘，制成鈣鈦礦薄膜。所述的鈣鈦礦薄膜的制備方法，其中，所述步驟A中，所述襯底為透明電極，所述透明電極上形成有一致密層。所述的鈣鈦礦薄膜的制備方法，其中，所述致密層為TiO2、SnO2、ZnO、PEDOT:PSS、NiO中的一種。所述的鈣鈦礦薄膜的制備方法，其中，所述步驟B中，放置的時間為10~180s。所述的鈣鈦礦薄膜的制備方法，其中，所述步驟B中，放置的時間為10~50s。所述的鈣鈦礦薄膜的制備方法，其中，所述步驟C中，所述反型溶劑為甲苯、氯苯、氯仿、乙醚中的一種或多種。所述的鈣鈦礦薄膜的制備方法，其中，所述透明電極為ITO導(dǎo)電玻璃。所述的鈣鈦礦薄膜的制備方法，其中，所述致密層的厚度為30~50nm。一種鈣鈦礦薄膜，其中，所述鈣鈦礦薄膜采用如上任一所述的鈣鈦礦薄膜的制備方法制備而成。一種鈣鈦礦太陽能電池，其中，所述鈣鈦礦太陽能電池包括如上所述的鈣鈦礦薄膜。有益效果：本專利技術(shù)在使用鈣鈦礦溶液進行制備成膜的過程中，選用DMF、DMSO、等中的一種或多種作為溶劑配制鈣鈦礦溶液，該溶劑能夠有效的減慢鈣鈦礦溶液揮發(fā)的時間，使鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶時間變長。另外，本專利技術(shù)在鈣鈦礦成膜過程中，在鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中溶劑尚未完全揮發(fā)時，停止旋涂儀的旋轉(zhuǎn)，使其靜止一段時間，延長鈣鈦礦薄膜的成膜時間來增加鈣鈦礦薄膜的成膜質(zhì)量，從而提高鈣鈦礦薄膜所制備的鈣鈦礦太陽能電池的性能。具體實施方式本專利技術(shù)提供一種鈣鈦礦薄膜及其制備方法與鈣鈦礦太陽能電池，為使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本專利技術(shù)進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。本專利技術(shù)的一種鈣鈦礦薄膜的制備方法，其中，包括：步驟A、首先將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液旋涂到襯底上；其中，所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液選用的溶劑為DMF（富馬酸二甲酯）、DMSO（二甲基亞砜）、（）中的一種或多種；上述步驟A具體為，滴入鈣鈦礦前驅(qū)體溶液到襯底上，所述襯底可以為透明電極（如ITO導(dǎo)電玻璃），在所述透明電極上形成有一致密層，所述致密層為半導(dǎo)體的致密層，所述致密層可以為TiO2、SnO2、ZnO、PEDOT:PSS、NiO等中的一種，優(yōu)選的致密層為PEDOT:PSS。所述致密層的厚度為30~50nm，優(yōu)選的厚度為40nm。步驟B、然后旋轉(zhuǎn)旋涂有鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的襯底，在鈣鈦礦前驅(qū)體溶液未完全揮發(fā)時，停止旋轉(zhuǎn)，放置一定的時間；上述步驟B具體為，然后旋轉(zhuǎn)旋涂有鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的襯底，在鈣鈦礦前驅(qū)體溶液未完全揮發(fā)時，停止旋轉(zhuǎn)，放置一定的時間，以讓溶劑緩慢揮發(fā)，從而實現(xiàn)溶劑退火，延長鈣鈦礦前驅(qū)體的結(jié)晶時間。例如放置的時間為10~180s，優(yōu)選的放置的時間為10~50s，如10s、20s、30s、40s或50s，便于讓溶劑緩慢揮發(fā)，延長鈣鈦礦前驅(qū)體的結(jié)晶時間，該溶劑為DMF、DMSO、中的一種或多種。本專利技術(shù)在鈣鈦礦成膜過程中，在鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中的溶劑尚未完全揮發(fā)時，停止旋轉(zhuǎn)，使其靜止一段時間，延長鈣鈦礦薄膜的成膜時間來增加鈣鈦礦薄膜的成膜質(zhì)量。步驟C、重新旋轉(zhuǎn)旋涂有鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的襯底，然后再滴入反型溶劑，在80~120℃（如100℃）下退火5~15分鐘（如10分鐘），制成鈣鈦礦薄膜。上述步驟C具體為，重新旋轉(zhuǎn)旋涂有鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的襯底，然后再滴入反型溶劑，所述反型溶劑可以為甲苯、氯苯、氯仿、乙醚等中的一種或多種，優(yōu)選的反型溶劑為甲苯或氯苯，最后在80~120℃下退火5~15分鐘，如100℃下退火10分鐘，即可制成鈣鈦礦薄膜。本專利技術(shù)在使用鈣鈦礦溶液進行制備成膜的過程中，選用DMF、DMSO、等中的一種或多種作為溶劑配制鈣鈦礦溶液，該溶劑能夠有效的減慢鈣鈦礦溶液揮發(fā)的時間，使鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶時間變長。另外，本專利技術(shù)在鈣鈦礦成膜過程中，在鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中溶劑尚未完全揮發(fā)時，停止旋涂儀的旋轉(zhuǎn)，使其靜止一段時間，延長鈣鈦礦薄膜的成膜時間來增加鈣鈦礦薄膜的成膜質(zhì)量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的鈣鈦礦薄膜成膜工藝的有益效果表現(xiàn)如下：（1）、本專利技術(shù)鈣鈦礦成膜工藝能有效地延緩鈣鈦礦溶液中溶劑揮發(fā)的時間，從而保證采用反型溶劑進行快速誘導(dǎo)結(jié)晶時，鈣鈦礦前軀體的薄膜質(zhì)量；（2）、采用本專利技術(shù)新型鈣鈦礦薄膜成膜工藝制備鈣鈦礦太陽能電池的效率有明顯提供，其中器件性能參數(shù)中的填充因子，開路電壓以及短路電流都有明顯的提升。本專利技術(shù)還提供一種鈣鈦礦薄膜，其中，所述鈣鈦礦薄膜采用如上任一所述的鈣鈦礦薄膜的制備方法制備而成。本專利技術(shù)還提供一種鈣鈦礦太陽能電池，其中，所述鈣鈦礦太陽能電池包括如上所述的鈣鈦礦薄膜。本專利技術(shù)方法制備的鈣鈦礦薄膜應(yīng)用于制備鈣鈦礦太陽能電池時，所制備的鈣鈦礦太陽能電池的器件性能得到一定程度的提高，其各項性能參數(shù)，如填充因子，開路電壓，短路電流都能得到一定程度的提高。現(xiàn)有技術(shù)對鈣鈦礦太陽能電池的制備方法已有詳細記載，本專利技術(shù)在此不再進行贅述。下面通過實施例對本專利技術(shù)進行詳細說明。實施例1鈣鈦礦薄膜的制備步驟如下：1）、首先將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液旋涂到ITO導(dǎo)電玻璃上；其中所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液選用的溶劑為DMF，所述ITO導(dǎo)電玻璃上形成有40nm的PEDOT:PSS致密層；2)、然后旋轉(zhuǎn)旋涂有鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的襯底，在鈣鈦礦前驅(qū)體溶液未完全揮發(fā)時，停止旋轉(zhuǎn)，放置一定的時間，時間為0s；3)、重新旋轉(zhuǎn)旋涂有鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的襯底，然后再滴入甲苯作為反型溶劑，在100℃下退火10分鐘，制成鈣鈦礦薄膜。實施例2本實施例與實施例1基本一致，區(qū)別在于：改變步驟2）中放置的時間，放置的時間控制為10s。實施例3本實施例與實施例1基本一致，區(qū)別在于：改變步驟2）中放置的時間，放置的時間控制為30s。分別將上述實施例1、2和3制得的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種鈣鈦礦薄膜的制備方法，其特征在于，包括：步驟A、首先將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液旋涂到襯底上；其中，所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液選用的溶劑為DMF、DMSO、

【技術(shù)特征摘要】
1.一種鈣鈦礦薄膜的制備方法，其特征在于，包括：步驟A、首先將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液旋涂到襯底上；其中，所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液選用的溶劑為DMF、DMSO、中的一種或多種；步驟B、然后旋轉(zhuǎn)旋涂有鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的襯底，在鈣鈦礦前驅(qū)體溶液未完全揮發(fā)時，停止旋轉(zhuǎn)，放置一定的時間；步驟C、重新旋轉(zhuǎn)旋涂有鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的襯底，然后再滴入反型溶劑，在80~120℃下退火5~15分鐘，制成鈣鈦礦薄膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟A中，所述襯底為透明電極，所述透明電極上形成有一致密層。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈣鈦礦薄膜的制備方法，其特征在于，所述致密層為TiO2、SnO2、ZnO、PEDOT:PSS、NiO中的一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孟鴻，繆景生，胡釗，
申請(專利權(quán))人：北京大學(xué)深圳研究生院，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東,44