【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光伏領域，具體涉及一種鈣鈦礦薄膜、鈣鈦礦太陽能電池及制備方法和用途。
技術介紹
1、近年來，光伏(pv)技術因高性能和低污染在各種新能源技術中脫穎而出，進一步地，基于金屬鹵化物鈣鈦礦太陽能電池因其優異的器件性能和低成本的制造工藝在過去十年中引起了人們的關注。且迄今為止，鈣鈦礦太陽能電池的運行穩定性顯著提高，小面積鈣鈦礦太陽能電池的最高功率轉換效率(pce)已達到25.7％，接近晶體硅(c-si)太陽能電池的記錄效率，鈣鈦礦太陽能電池技術正走向商業化。
2、在商業成熟的技術中，設備面積增加了一個數量級。但由標準1cm2電池、微型模塊(19.32cm2)和較大模塊(756cm2)的鈣鈦礦太陽能電池的最高功率轉換分別為23.7％、21.4％和18.2％可知，隨著器件面積增加1個量級，當前鈣鈦礦太陽能電池的效率平均下降為絕對值的2％-3％，遠遠高于一般的下降。出現這種原因主要是在大面積制備的過程中鈣鈦礦晶粒生長的不可控，時間窗口較短，導致鈣鈦礦晶粒生長不均勻，進而導致鈣鈦礦薄膜出現針孔，致密性差，更進一步導致鈣鈦礦太陽能電池性能變差。
3、目前大面積調節鈣鈦礦結晶的手段主要有三種，其一是通過調節鈣鈦礦溶劑的配比，增加高dn值的溶劑，實現鈣鈦礦晶粒的均勻生長；其二是通過在鈣鈦礦前驅體中添加鹵化物或者有機分子來實現鈣鈦礦晶粒生長的調節；其三是通過界面修飾來改善基底的浸潤性，從而實現較為理想的鈣鈦礦薄膜的生長。但這三種方式均存在一定的問題，通過溶劑工程雖可以有效的調節薄膜的生長，但并不能起到體鈍化的效果；
4、因此，亟需開發一種具有體鈍化效果、制備過程簡單和成膜質量優異的鈣鈦礦薄膜，進而提升鈣鈦礦太陽能電池的性能，實現大面積鈣鈦礦太陽能電池的生產。
技術實現思路
1、為解決現有技術存在的問題，本專利技術在鈣鈦礦薄膜中摻雜2-溴-3-噻吩羧酸添加劑，2-溴-3-噻吩羧酸中的羧基會與鈣鈦礦形成中間體，延緩成膜結晶，改善成膜質量；2-溴-3-噻吩羧酸中的br能改善鈣鈦礦薄膜的質量，使得薄膜更加致密；2-溴-3-噻吩羧酸中噻吩中的s呈不飽和態，能夠與鈣鈦礦中未配位的pb進行配位，實現體鈍化的作用。綜上所述，在鈣鈦礦薄膜中摻雜2-溴-3-噻吩羧酸添加劑可以對鈣鈦礦的成膜結晶過程進行調節，形成成膜質量優異的鈣鈦礦薄膜，進而提升鈣鈦礦太陽能電池的性能，實現大面積鈣鈦礦太陽能電池的生產。
2、具體而言，本專利技術提供一種鈣鈦礦薄膜，所述鈣鈦礦薄膜包括鈣鈦礦結構物質和2-溴-3-噻吩羧酸。
3、在一個或多個實施方案中，所述鈣鈦礦結構物質的化學式為abx3，a離子選自甲胺離子、甲脒離子和cs+中的一種或多種，b離子為pb2+和/或sn2+，x離子選自i-、br-和cl-中的一種或多種。
4、在一個或多個實施方案中，所述鈣鈦礦結構物質和2-溴-3-噻吩羧酸的摩爾比為1:(0.0038-0.0093)。
5、在一個或多個實施方案中，所述鈣鈦礦薄膜的厚度為450-650nm。
6、本專利技術提供一種制備本專利技術所述的鈣鈦礦薄膜的方法，所述方法包括以下步驟：將鈣鈦礦結構物質的原料和2-溴-3-噻吩羧酸在溶劑中分散均勻，得到鈣鈦礦前驅液，涂布鈣鈦礦前驅液，退火，得到鈣鈦礦薄膜。
7、在一個或多個實施方案中，鈣鈦礦前驅液中，鈣鈦礦結構物質的濃度為1-1.6mol/l。
8、在一個或多個實施方案中，鈣鈦礦前驅液中，2-溴-3-噻吩羧酸的濃度為0.8-1.2mg/l。
9、在一個或多個實施方案中，鈣鈦礦前驅液中，溶劑選自n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、γ-丁內酯和n-甲基吡咯烷酮中的一種或多種。
10、在一個或多個實施方案中，涂布方法為旋涂、狹縫涂布、刮涂或噴涂。
11、在一個或多個實施方案中，退火溫度為100-150℃。
12、在一個或多個實施方案中，退火時間為15-35min。
13、本專利技術提供一種包含本專利技術所述的鈣鈦礦薄膜的鈣鈦礦太陽能電池。
14、本專利技術提供一種本專利技術所述的鈣鈦礦薄膜在制備太陽能電池中的用途。
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1.一種鈣鈦礦薄膜，其特征在于，所述鈣鈦礦薄膜包括鈣鈦礦結構物質和2-溴-3-噻吩羧酸。
2.如權利要求1所述的鈣鈦礦薄膜，其特征在于，所述鈣鈦礦結構物質的化學式為ABX3，A離子選自甲胺離子、甲脒離子和Cs+中的一種或多種，B離子為Pb2+和/或Sn2+，X離子選自I-、Br-和Cl-中的一種或多種。
3.如權利要求1所述的鈣鈦礦薄膜，其特征在于，所述鈣鈦礦結構物質和2-溴-3-噻吩羧酸的摩爾比為1:(0.0038-0.0093)。
4.如權利要求1所述的鈣鈦礦薄膜，其特征在于，所述鈣鈦礦薄膜的厚度為450-650nm。
5.一種制備權利要求1所述的鈣鈦礦薄膜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：將鈣鈦礦結構物質的原料和2-溴-3-噻吩羧酸在溶劑中分散均勻，得到鈣鈦礦前驅液，涂布鈣鈦礦前驅液，退火，得到鈣鈦礦薄膜。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下一項或多項特征：
7.如權利要求5所述的方法，其特征在于，涂布方法為旋涂、狹縫涂布、刮涂或噴涂。
8.如權利要求5所述的方
9.一種包含權利要求1-4中任一項所述的鈣鈦礦薄膜的鈣鈦礦太陽能電池。
10.權利要求1-4中任一項所述的鈣鈦礦薄膜在制備太陽能電池中的用途。
...【技術特征摘要】
1.一種鈣鈦礦薄膜，其特征在于，所述鈣鈦礦薄膜包括鈣鈦礦結構物質和2-溴-3-噻吩羧酸。
2.如權利要求1所述的鈣鈦礦薄膜，其特征在于，所述鈣鈦礦結構物質的化學式為abx3，a離子選自甲胺離子、甲脒離子和cs+中的一種或多種，b離子為pb2+和/或sn2+，x離子選自i-、br-和cl-中的一種或多種。
3.如權利要求1所述的鈣鈦礦薄膜，其特征在于，所述鈣鈦礦結構物質和2-溴-3-噻吩羧酸的摩爾比為1:(0.0038-0.0093)。
4.如權利要求1所述的鈣鈦礦薄膜，其特征在于，所述鈣鈦礦薄膜的厚度為450-650nm。
5.一種制備...
【專利技術屬性】
技術研發人員：段晨暉，
申請(專利權)人：天合光能股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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