CN105200522A - 一种大面积钙钛矿薄片及其制备和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种加工方便,制备简单,与现有技术完全不同,通过切割得到大面积钙钛矿薄片及其制备和应用。所述方法将长度和宽度均大于15mm或直径大于15mm的单晶或者多晶钙钛矿晶体进行切片,得到面积大于200mm2且厚度小于1mm的大面积钙钛矿薄片。晶体切割工艺能够避免沉积单晶很难组装成目标的问题,能够根据实际需要,获得不同晶面取向的单晶样品,而外延生长则只能获得某一种特定晶面取向的样品。同时,采用晶体切割工艺制备的单晶切片样品,可以根据其自身的能带位置和特性,选择最佳的接触,以获得最佳的器件性能。无论从获得晶面的便利性、还是获得最佳器件性能的角度来看,晶体切割工艺制备的钙钛矿薄片都具有更大的优势。
Description
技术领域
本发明涉及钙钛矿薄片,具体为一种大面积钙钛矿薄片及其制备和应用。
背景技术
迄今为止,高转换效率的钙钛矿太阳能电池都局限于小面积的多晶钙钛矿薄膜(约0.3cm2),面积放大会导致器件的转换效率急剧下降(填充因子急剧变小)。在使用现有钙钛矿太阳能电池制备方式的情况下,无法保持大面积钙钛矿电池的转换效率的稳定。同时,多晶薄膜大量晶界的存在会造成载流子的复合,影响电池性能的进一步提高;晶界也会造成化学物的吸附,影响钙钛矿的稳定性。采用钙钛矿晶体薄膜制备光伏器件是解决以上问题的有效途径。现有技术中,均采用直接沉积法制备单晶薄膜晶体切割法。由于钙钛矿自身的结晶特性,采用直接沉积法很难获得单晶钙钛矿薄膜。
相较于多晶钙钛矿薄膜,钙钛矿晶体具有更长的载流子寿命、更低的缺陷态密度和更高的载流子迁移率,这些优异的性能使得钙钛矿晶体更适合于制备太阳能电池器件、激光器、光探测器等光电器件。然而,由于其原料制备和加工工艺的限制,尚未出现钙钛矿晶体的光电器件。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种加工方便,制备简单,与现有技术完全不同,通过切割得到大面积钙钛矿薄片及其制备和应用。
本发明是通过以下技术方案来实现:
本发明一种大面积钙钛矿薄片的制备方法,将长度和宽度均大于15mm或直径大于15mm的单晶或者多晶钙钛矿晶体进行切片,得到面积大于200mm2且厚度小于1mm的大面积钙钛矿薄片。
优选的,单晶或者多晶钙钛矿晶体为ABX3钙钛矿晶体,呈立方体或四方晶型,其中A为CH3NH3 +、H2N-CH=NH2 +、(CH3)4N+、C7H7 +、Cs+或C3H11SN3 2+,B为Pb、Ge或Sn;X为Cl、Br或I。
进一步,单晶或者多晶钙钛矿晶体的制备方法如下,取提供铅源、锡源或锗源的金属化合物,卤代物和能溶解该金属化合物的溶剂;将卤代物和溶剂混合配制成溶液,将金属化合物加入后配成晶体生长液,采用连续注入生长液的连续生长方法得到ABX3钙钛矿晶体。
优选的,切片时采用激光切割法、砂浆切割法或者金刚线切割法。
本发明一种大面积钙钛矿薄片,由长度和宽度均大于15mm或直径大于15mm的单晶或者多晶钙钛矿晶体进行切片得到,其面积大于200mm2且厚度小于1mm。
优选的,面积大于500mm2,厚度为100μm~1mm。
本发明一种基于钙钛矿薄片的光电或电光器件,采用由本发明制得或如本发明所述的大面积钙钛矿薄片。
优选的,光电或电光器件为钙钛矿太阳能电池、钙钛矿基发光二极管、钙钛矿基激光器或钙钛矿基光电探测器。
优选的,大面积钙钛矿薄片两侧镀有导电薄膜电极,电极厚度小于1mm。
进一步,其中一个导电薄膜电极在可见光波段的透光率大于50%。
本发明一种钙钛矿太阳能电池,从下到上依次为,透明导电氧化物膜、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层和金属电极;或者透明导电氧化物膜、空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层和金属电极;钙钛矿吸收层采用由权利要求1制得或如权利要求5所述的大面积钙钛矿薄片。
优选的,透明导电氧化物膜上还设置有金属栅线电极。
本发明一种钙钛矿太阳能电池的制备方法,包括如下步骤,
步骤1,将长度和宽度均大于15mm或直径大于15mm的单晶或者多晶钙钛矿晶体进行切片,得到面积大于200mm2且厚度小于1mm的大面积钙钛矿薄片;
步骤2,在大面积钙钛矿薄片的两面分别制备电子传输层和空穴传输层得到中间体;
步骤3,在中间体的两面分别制备金属电极和透明导电氧化物膜得到钙钛矿太阳能电池。
优选的,电子传输层材料采用TiO2、ZnO、SnO2、Nb2O5、In2O3、Zn2SnO4、SrTiO3、WO3、Ta2O3、PC60BM、PC70BM和C60中的至少一种;制备方法采用喷涂、旋涂、刮涂、丝网印刷、原子层沉积或者物理气相沉积法。
优选的,透明导电氧化物膜采用AZO、BZO、GZO、FTO、ITO和IZO中的至少一种;制备方法采用气相沉积法。
优选的,空穴传输层采用PEDOT:PSS、Spiro-OMeTAD、P3HT、PTAA、NiO、MoOx(2.5≤x≤3)和CuSCN中的一种;制备方法采用喷涂、旋涂、刮涂或者丝网印刷。
优选的,金属电极采用Au、Ag、Al、Pt或者Cu中的至少一种;制备方式采用物理气相沉积法。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
本发明所述的晶体切割工艺则能够避免目前旋凃工艺下出现的在其上沉积单晶很难组装成目标器件的问题,一般采用旋涂工艺制备钙钛矿薄膜,由于生成钙钛矿的两个前驱体之间反应非常迅速,很难形成单晶薄膜。采用外延工艺生长单晶薄膜,需要严格控制衬底的晶向、晶格常数,并且需要严格控制生长条件以获得结晶质量高的外延单晶薄膜。通常,外延衬底包括蓝宝石、硅片等,由于它们的导电性和能带位置的关系,导致在其上沉积单晶很难组装成目标器件。
本发明晶体切割工艺,能够根据实际需要,获得不同晶面取向的单晶样品,而外延生长则只能获得某一种特定晶面取向的样品。同时,采用晶体切割工艺制备的单晶切片样品,可以根据其自身的能带位置和特性,选择最佳的接触,以获得最佳的器件性能。无论从获得晶面的便利性、还是获得最佳器件性能的角度来看,晶体切割工艺制备的钙钛矿薄片都具有更大的优势。
本发明在大体积的单晶或者多晶钙钛矿晶体基础上,通过采用晶体切割工艺,制备单晶钙钛矿薄片;通过控制切割过程中切割线的粗糙度、运动速度可以实现对晶体的完美切割。钙钛矿晶体的切割工艺有利于产出高品质钙钛矿晶片,有利于制备出高品质的钙钛矿单晶器件。通过晶体切割法制备时,只需要考虑材料自身的力学性质,易获单晶薄片,并且工艺简单,加工方便,效率极高。采用切割工艺可以获得面积大于15mm×15mm、厚度在100μm-1mm的单晶钙钛矿薄片。经检测,该薄片具有良好的均匀性和较低的缺陷态密度,说明切割工艺不会破坏钙钛矿晶体的质量。
进一步的,通过砂线切割、金刚线切割或激光切割工艺,调整切割过程中的工艺参数,以适合钙钛矿晶体的特性,实现对钙钛矿晶体的完美切割。
进一步的,本发明采用连续晶体生长,通过不断的在晶体生长液中注入新鲜的溶液、抽取旧的生长溶液,将晶体生长溶液维持在一固定的浓度,保持晶体生长过程的稳定性,从而制备出均匀性良好的高品质钙钛矿晶体,保证了后续晶体切割后的薄片的质量。通常制备钙钛矿单晶过程中所采用的不断更换溶液的方法,会对晶体的生长造成扰动,因此极易生成层状(年轮状)晶体。而采用连续晶体生长方法,避免了对晶体的扰动,易形成完美的晶体。
本发明通过在钙钛矿晶片的两侧分别制备电子收集(注入)材料和空穴收集(注入)材料,辅助透明氧化物导电电极和金属电极,完成整个钙钛矿单晶光电器件的制备;不需要改变原有的除钙钛矿吸收层以外其他层的制备工艺,而且可以灵活的选择空穴传输层和电子传输层的种类和制备方法。如,通常的制作工艺很难再钙钛矿层两侧分别制备有机的电子传输层(如:PC60BM)和空穴传输层(如:Spiro-MeOTAD),两者都是制备钙钛矿光电器件的最佳材料。而本专利中所提及的两侧制备工艺,则可以在钙钛矿吸收层的两侧分别沉积最佳的空穴和电子传输层,有利于提高单晶光电器件的性能。同时,两侧制备工艺可以同时采用透明导电薄膜制备前电极和后电极,这样还有利于实现钙钛矿器件和红外相应的器件组合成复合器件,实现对光谱的有效利用;结合晶体切割和后续器件加工工艺,制备出性能良好的单晶钙钛矿太阳能电池。
附图说明
图1为本发明实例中所述的钙钛矿太阳能电池的一种结构示意图。
图2为本发明实例中所述的钙钛矿太阳能电池的另一种结构示意图。
图3为本发明实例中所述的CH3NH3PbCl3晶体宏观结构示意图。
图4为本发明实例中所述的CH3NH3PbCBr3晶体宏观结构示意图。
图5为本发明实例中所述的CH3NH3PbCI3晶体宏观结构示意图。
图6为图5所示晶体切割薄片。
图7为本发明实例中所述的制备得到的太阳能电池。
图中:1为带有金属栅线的透明导电氧化物膜;2为电子传输层;3为钙钛矿吸收层;4为空穴传输层层;5为金属电极。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明,所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
大面积钙钛矿薄片的制备如下。
1、采用连续生长的方法,将新鲜的CH3NH3I和PbI2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为15mm×15mm×5mm的单晶CH3NH3PbI3;
2、采用砂浆切割的方法,其中砂线运动的速度为3mm/s,对大尺寸钙钛矿晶体进行切割,获得了面积为200mm2,厚度为100μm的钙钛矿单晶薄片;
3、采用超声清洗的方法,清除钙钛矿单晶片表面的砂浆;
4、采用机械抛光机,对钙钛矿薄片的两侧进行剖光处理,以去除切割过程中的损伤层并增加钙钛矿单晶表面的平整度,以利于后续器件的组装。
利用以上所述的大面积钙钛矿单晶薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用溶液旋涂法,在钙钛矿单晶片的一侧表面沉积空穴传输层Spiro-MeOTAD,用于有效地输运钙钛矿内部的空穴。其中Spiro-MeOTAD溶液的浓度为90mg/mL,旋涂转速为4000rpm,旋涂时间为30s;
2、在Spiro-MeOTAD的表面蒸镀金电极,用于收集钙钛矿单晶器件中的空穴,金电极的厚度为80nm;
3、采用溶液旋涂法,在钙钛矿单晶的另一侧沉积电子传输层PC60BM,用于有效地输运钙钛矿内部的电子。其中PC60BM溶液的浓度为20mg/mL,旋涂转速为1000rpm,旋涂时间为30s。然后,在PC60BM的表面旋涂一层ZnO颗粒,用于隔离PC60BM和透明导电玻璃,以降低载流子的复合几率;
4、在旋涂有ZnO的PC60BM表面上蒸镀ITO电极,用于收集钙钛矿内部产生的电子。ITO的厚度约为200nm,以保证ITO层良好的导电性和透光性。之后,在ITO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
实施例2
大面积钙钛矿薄片的制备如下。
1、采用连续生长的方法,将新鲜的CH3NH3Br和PbBr2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为50mm×50mm×15mm的CH3NH3PbBr3晶体;
2、采用砂线切割的方法,其中砂线运动的速度为3mm/s,对大尺寸钙钛矿晶体进行切割,获得了面积为500mm2,厚度500μm的钙钛矿薄片;
3、采用超声清洗的方法,清除钙钛矿单晶片表面的砂浆;
4、采用机械抛光机,对钙钛矿薄片的两侧进行剖光处理,以去除切割过程中的损伤层并增加钙钛矿单晶表面的平整度,以利于后续器件的组装。
利用以上所述的大面积钙钛矿薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用溶液旋涂法,在钙钛矿晶体薄片的一侧表面沉积空穴传输层P3HT,用于有效地输运钙钛矿内部的空穴。其中P3HT溶液的浓度为90mg/mL,旋涂转速为4000rpm,旋涂时间为30s;
2、在P3HT的表面蒸镀Ag电极,用于收集钙钛矿单晶器件中的空穴,Ag电极的厚度为80nm;
3、采用溶液旋涂法,在钙钛矿晶体薄片的另一侧沉积电子传输层PC70BM,用于有效地输运钙钛矿内部的电子。其中PC70BM溶液的浓度为20mg/mL,旋涂转速为1000rpm,旋涂时间为30s。然后,在PC70BM的表面旋涂一层ZnO颗粒,用于隔离PC70BM和透明导电玻璃,以降低载流子的复合几率。
4、在旋涂有ZnO的PC70BM表面上蒸镀AZO电极,用于收集钙钛矿内部产生的电子。AZO的厚度约为200nm,以保证AZO层良好的导电性和透光性。之后,在AZO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
实施例3
大面积钙钛矿薄片的制备如下。
1、采用连续生长的方法,将新鲜的CH3NH3Cl和PbCl2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为20mm×20mm×10mm的单晶CH3NH3PbCl3;
2、采用金刚线切割的方法,其中金刚线运动的速度为5mm/s,对大尺寸钙钛矿单晶晶体进行切割,获得了面积为400mm2,厚度400μm的钙钛矿单晶薄片;
3、采用机械抛光机,对钙钛矿薄片的两侧进行剖光处理,以去除切割过程中的损伤层并增加钙钛矿单晶表面的平整度,以利于后续器件的组装。
利用以上所述的大面积钙钛矿薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用溶液旋涂法,在钙钛矿单晶片的一侧表面沉积空穴传输层PTAA,用于有效地输运钙钛矿内部的空穴。其中PTAA溶液的浓度为90mg/mL,旋涂转速为4000rpm,旋涂时间为30s;
2、在PTAA的表面蒸镀Pt电极,用于收集钙钛矿单晶器件中的空穴,Pt电极的厚度为80nm;
3、采用溶液旋涂法,在钙钛矿单晶的另一侧沉积电子传输层ZnSnO4,用于有效地输运钙钛矿内部的电子;
4、在旋涂有ZnSnO4表面上蒸镀IZO电极,用于收集钙钛矿内部产生产生的电子。IZO的厚度约为200nm,以保证IZO层良好的导电性和透光性。之后,在IZO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
实施例4
大面积钙钛矿薄片的制备如下。
1、采用连续生长的方法,将新鲜的CH3NH3I和PbI2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为100mm×100mm×30mm的单晶CH3NH3PbI3;
2、采用金刚线切割的方法,其中金刚线运动的速度为1mm/s,对大尺寸钙钛矿单晶晶体进行切割,获得了面积为10000mm2,厚度1mm的钙钛矿单晶薄片;
3、采用机械抛光机,对钙钛矿薄片的两侧进行剖光处理,以去除切割过程中的损伤层并增加钙钛矿单晶表面的平整度,以利于后续器件的组装。
利用以上所述的大面积钙钛矿薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用溶液旋涂法,在钙钛矿单晶片的一侧表面沉积空穴传输层PTAA,用于有效地输运钙钛矿内部的空穴。其中PTAA溶液的浓度为90mg/mL,旋涂转速为4000rpm,旋涂时间为30s;
2、在PTAA的表面蒸镀Pt电极,用于收集钙钛矿单晶器件中的空穴,Pt电极的厚度为80nm;
3、采用原子层沉积法,在钙钛矿单晶的另一侧沉积电子传输层ZnSnO4,用于有效地输运钙钛矿内部的电子;
4、在旋涂有ZnSnO4表面上蒸镀BZO电极,用于收集钙钛矿内部产生产生的电子。BZO的厚度约为200nm,以保证BZO层良好的导电性和透光性。之后,在BZO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
实施例5
大面积钙钛矿薄片的制备如下。
1、采用连续生长的方法,将新鲜的H2N-CH=NH3I和PbI2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为30m×30mm×10mm的单晶H2N-CH=NH3PbI3;
2、采用砂线切割的方法,其中砂线运动的速度为3mm/s,对大尺寸钙钛矿单晶晶体进行切割,获得了面积为900mm2,厚度300μm的钙钛矿单晶薄片;
3、采用超声清洗的方法,清除钙钛矿单晶片表面的砂浆;
4、采用机械抛光机,对钙钛矿薄片的两侧进行剖光处理,以去除切割过程中的损伤层并增加钙钛矿单晶表面的平整度,以利于后续器件的组装。
利用以上所述的大面积钙钛矿薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用溶液旋涂法,在钙钛矿单晶片的一侧表面沉积空穴传输层PEDOT:PSS,用于有效地输运钙钛矿内部的空穴。其中PEDOT:PSS溶液的浓度为200mg/mL,旋涂转速为3000rpm,旋涂时间为60s;
2、在PEDOT:PSS的表面蒸镀Al电极,用于收集钙钛矿单晶器件中的空穴,Al电极的厚度为120nm;
3、采用喷涂法,在钙钛矿单晶的另一侧沉积电子传输层ZnO,用于有效地输运钙钛矿内部的电子。其中ZnO溶液的浓度为20mg/mL,喷涂气压为0.02MPa;
4、在ZnO的表面GZO电极,用于收集钙钛矿内部产生产生的电子。GZO的厚度约为150nm,以保证GZO层良好的导电性和透光性。之后,在GZO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
实施例6
大面积钙钛矿薄片的制备如下。
1、采用连续生长的方法,将新鲜的H2N-CH=NH3Br和SnBr2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为75m×75mm×25mm的多晶H2N-CH=NH3SnBr3晶体;
2、采用金刚线切割的方法,其中金刚线的运动速度为3mm/s,对大尺寸钙钛矿晶体进行切割,获得了面为5000mm2,厚度500μm的钙钛矿晶体薄片;
3、采用机械抛光机,对钙钛矿晶体薄片的两侧进行剖光处理,以去除切割过程中的损伤层并增加钙钛矿单晶表面的平整度,以利于后续器件的组装。
利用以上所述的大面积钙钛矿薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用电子束蒸发的方法,在钙钛矿晶体薄片的一侧表面沉积空穴传输层NiO,用于有效地输运钙钛矿内部的空穴。其中NiO的厚度为50nm;
2、在NiO的表面蒸镀Cu电极,用于收集钙钛矿单晶器件中的空穴,Cu电极的厚度为200nm;
3、采用原子层沉积法,在钙钛矿晶体薄片的另一侧沉积电子传输层TiO2,用于有效地输运钙钛矿内部的电子。其中TiO2的厚度为50nm;
4、TiO2表面上蒸镀IZO电极,用于收集钙钛矿内部产生产生的电子。IZO的厚度约为150nm,以保证IZO层良好的导电性和透光性。之后,在IZO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
实施例7
1、采用连续生长的方法,将新鲜的H2N-CH=NH3Cl和GeCl2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为50m×50mm×20mm的多晶H2N-CH=NH3GeCl3晶体;
2、采用金刚线切割的方法,其中金刚线的运动速度为5mm/s,对大尺寸钙钛矿晶体进行切割,获得了面为2500mm2,厚度100μm的钙钛矿晶体薄片;
3、采用机械抛光机,对钙钛矿晶体薄片的两侧进行剖光处理,以去除切割过程中的损伤层并增加钙钛矿单晶表面的平整度,以利于后续器件的组装。
利用以上所述的大面积钙钛矿薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用电子束蒸发的方法,在钙钛矿晶体薄片的一侧表面沉积空穴传输层NiO,用于有效地输运钙钛矿内部的空穴。其中NiO的厚度为50nm;
2、在NiO的表面蒸镀Al电极,用于收集钙钛矿单晶器件中的空穴,Al电极的厚度为300nm;
3、采用原子层沉积法,在钙钛矿晶体薄片的另一侧沉积电子传输层TiO2,用于有效地输运钙钛矿内部的电子。其中TiO2的厚度为50nm;
4、TiO2表面上蒸镀GZO电极,用于收集钙钛矿内部产生产生的电子。GZO的厚度约为150nm,以保证GZO层良好的导电性和透光性。之后,在GZO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
实施例8
大面积钙钛矿薄片的制备如下。
1、采用连续生长的方法,将新鲜的(CH3)4NI和GeI2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为25m×25mm×8mm的单晶(CH3)4NGeI3晶体;
2、采用砂线切割的方法,其中砂线运动的速度为3mm/s,对大尺寸钙钛矿单晶晶体进行切割,获得了面积为400mm2,厚度750μm的钙钛矿单晶薄片;
3、采用超声清洗的方法,清除钙钛矿单晶片表面的砂浆;
4、采用机械抛光机,对钙钛矿薄片的两侧进行剖光处理,以去除切割过程中的损伤层并增加钙钛矿单晶表面的平整度,以利于后续器件的组装。
利用以上所述的大面积钙钛矿薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用溶液旋涂法,在钙钛矿单晶片的一侧表面沉积空穴传输层CuSCN,用于有效地输运钙钛矿内部的空穴。其中CuSCN溶液的浓度为50mg/mL,旋涂转速为3000rpm,旋涂时间为45s;
2、在CuSCN的表面蒸镀Au电极,用于收集钙钛矿单晶器件中的空穴,Au电极的厚度为80nm;
3、采用原子层沉积法,在钙钛矿单晶片的另一侧沉积电子传输层Nb2O5,用于有效地输运钙钛矿内部的电子。其中Nb2O5厚度为100nm;
4、在Nb2O5表面上溅射FTO电极,用于收集钙钛矿内部产生产生的电子。FTO的厚度约为350nm,以保证FTO层良好的导电性和透光性。之后,在FTO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
实施例9
大面积钙钛矿薄片的制备如下。
1、采用连续生长的方法,将新鲜的(CH3)4NCl和SnCl2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为100mm×100mm×30mm的(CH3)4NSnCl3晶体;
2、采用激光切割的方法,激光波长为325nm,对大尺寸钙钛矿晶体进行切割,获得了面积大为10000mm2,厚度1mm的钙钛矿单晶薄片;
3、采用机械抛光机,对钙钛矿薄片的两侧进行剖光处理,以去除切割过程中的损伤层并增加钙钛矿单晶表面的平整度,以利于后续器件的组装。
利用以上所述的大面积钙钛矿薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用溶喷涂法,在钙钛矿晶体薄片的一侧表面沉积空穴传输层PTAA,用于有效地输运钙钛矿内部的空穴。其中PTAA溶液的浓度为90mg/mL,喷涂气压为0.1MPa,喷涂时间为60s;
2、在PTAA的表面蒸镀Au电极,用于收集钙钛矿单晶器件中的空穴,Au电极的厚度为200nm;
3、采用刮涂法,在钙钛矿晶体薄片的另一侧沉积电子传输层ZnO,用于有效地输运钙钛矿内部的电子。其中ZnO纳米颗粒浆料的浓度为200mg/mL,刮涂速度为3cm/s;
4、在ZnO的表面上溅射ITO电极,用于收集钙钛矿内部产生产生的电子。ITO的厚度约为350nm,以保证ITO层良好的导电性和透光性。之后,在ITO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
实施例10
大面积钙钛矿薄片的制备如下。
1、采用连续生长的方法,将新鲜的(CH3)4NBr和PbBr2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为50mm×50mm×20mm的(CH3)4NPbBr3晶体;
2、采用激光切割的方法,激光波长为532nm,对大尺寸钙钛矿晶体进行切割,获得了面积大为2500mm2,厚度400μm的钙钛矿晶体薄片;
3、采用机械抛光机,对钙钛矿薄片的两侧进行剖光处理,以去除切割过程中的损伤层并增加钙钛矿单晶表面的平整度,以利于后续器件的组装。
利用以上所述的大面积钙钛矿薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用丝网印刷法,在钙钛矿晶体薄片的一侧表面沉积空穴传输层PTAA,用于有效地输运钙钛矿内部的空穴。其中PTAA溶液的浓度为100mg/mL,丝网印刷的速度为3mm/s;
2、在PTAA的表面蒸镀Au电极,用于收集钙钛矿单晶器件中的空穴,Au电极的厚度为200nm;
3、采用刮涂法,在钙钛矿晶体薄片的另一侧沉积电子传输层TiO2,用于有效地输运钙钛矿内部的电子。其中TiO2纳米颗粒浆料的浓度为200mg/mL,刮涂速度为1cm/s;
4、在TiO2的表面上溅射FTO电极,用于收集钙钛矿内部产生产生的电子。FTO的厚度约为350nm,以保证FTO层良好的导电性和透光性。之后,在FTO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
实施例11
大面积钙钛矿薄片的制备如下。
1、采用连续生长的方法,将新鲜的C7H7I和SnI2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为50m×50mm×18mm的单晶C7H7SnI3晶体;
2、采用激光切割的方法,其中激光的波长为532nm,对大尺寸钙钛矿单晶晶体进行切割,获得了面积为2500mm2,厚度1mm的钙钛矿单晶薄片;
3、采用机械抛光机,对钙钛矿薄片的两侧进行剖光处理,以去除切割过程中的损伤层并增加钙钛矿单晶表面的平整度,以利于后续器件的组装。
利用以上所述的大面积钙钛矿薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用丝网印刷法,在钙钛矿单晶片的一侧表面沉积空穴传输层CuSCN,用于有效地输运钙钛矿内部的空穴。其中CuSCN浆料的浓度为200mg/mL,丝网印刷的速度为5mm/s;
2、在CuSCN的表面蒸镀Ag电极,用于收集钙钛矿单晶器件中的空穴,Ag电极的厚度为200nm;
3、采用丝网印刷的方法,在钙钛矿单晶的另一侧沉积电子传输层WO3,用于有效地输运钙钛矿内部的电子。其中WO3浆料的浓度为500mg/mL,丝网印刷的速度为1cm/s;
4、在WO3表面上溅射GZO电极,用于收集钙钛矿内部产生产生的电子。GZO的厚度约为300nm,以保证GZO层良好的导电性和透光性。之后,在GZO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
实施例12
大面积钙钛矿薄片的制备如下。
1、采用连续生长的方法,将新鲜的C7H7Cl和PbCl2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为20m×20mm×6mm的单晶C7H7PbCl3晶体;
2、采用砂线切割的方法,其中砂线运动的速度为10mm/s,对大尺寸钙钛矿单晶晶体进行切割,获得了面积为400mm2,厚度100μm的钙钛矿单晶薄片;
3、采用超声清洗的方法,清除钙钛矿单晶片表面的砂浆;
4、采用机械抛光机,对钙钛矿薄片的两侧进行剖光处理,以去除切割过程中的损伤层并增加钙钛矿单晶表面的平整度,以利于后续器件的组装。
利用以上所述的大面积钙钛矿薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用刮涂法,在钙钛矿单晶片的一侧表面沉积空穴传输层CuSCN,用于有效地输运钙钛矿内部的空穴。其中CuSCN溶液的浓度为200mg/mL,刮涂速度为2cm/s;
2、在CuSCN的表面蒸镀金电极,用于收集钙钛矿单晶器件中的空穴,金电极的厚度为80nm;
3、采用蒸镀的方法在钙钛矿的表面蒸镀In2O3用作电子传输层,用于收集钙钛矿晶体内部的电子,In2O3的厚度为100nm;
4、在In2O3表面上蒸镀ITO电极,用于收集钙钛矿内部产生产生的电子。ITO的厚度约为200nm,以保证ITO层良好的导电性和透光性。之后,在ITO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
实施例13
1、采用连续生长的方法,将新鲜的C7H7Br和GeBr2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为50m×50mm×20mm的单晶C7H7GeBr3晶体;
2、采用砂线切割的方法,其中砂线运动的速度为10mm/s,对大尺寸钙钛矿单晶晶体进行切割,获得了面积为2500mm2,厚度100μm的钙钛矿单晶薄片;
3、采用超声清洗的方法,清除钙钛矿单晶片表面的砂浆;
4、采用机械抛光机,对钙钛矿薄片的两侧进行剖光处理,以去除切割过程中的损伤层并增加钙钛矿单晶表面的平整度,以利于后续器件的组装。
利用以上所述的大面积钙钛矿薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用刮涂法,在钙钛矿单晶片的一侧表面沉积空穴传输层P3HT,用于有效地输运钙钛矿内部的空穴。其中P3HT溶液的浓度为200mg/mL,刮涂速度为1cm/s;
2、在P3HT的表面蒸镀Ag电极,用于收集钙钛矿单晶器件中的空穴,Ag电极的厚度为80nm;
3、采用蒸镀的方法在钙钛矿的表面蒸镀Ta2O3用作电子传输层,用于收集钙钛矿晶体内部的电子,Ta2O3的厚度为100nm;
4、在Ta2O3表面上蒸镀ITO电极,用于收集钙钛矿内部产生产生的电子。ITO的厚度约为200nm,以保证ITO层良好的导电性和透光性。之后,在ITO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
实施例14
大面积钙钛矿薄片的制备如下。
1、采用连续生长的方法,将新鲜的CsBr和SnBr2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为50m×50mm×20mm的多晶CsBr3晶体;
2、采用砂线切割的方法,其中砂线运动的速度为10mm/s,对大尺寸钙钛矿多晶晶体进行切割,获得了面积为2500mm2,厚度500μm的钙钛矿晶体薄片;
3、采用超声清洗的方法,清除钙钛矿多晶片表面的砂浆;
4、采用机械抛光机,对钙钛矿薄片的两侧进行剖光处理,以去除切割过程中的损伤层并增加钙钛矿多晶片表面的平整度,以利于后续器件的组装。
利用以上所述的大面积钙钛矿薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用丝网印刷法,在钙钛矿单晶片的一侧表面沉积空穴传输层PEDOT:PSS,用于有效地输运钙钛矿内部的空穴。其中PEDOT:PSS溶液的浓度为200mg/mL,丝网印刷的速度为3mm/s;
2、在PEDOT:PSS的表面蒸镀Au电极,用于收集钙钛矿单晶器件中的空穴,Au电极的厚度为80nm;
3、采用真空蒸镀法,在钙钛矿单晶的另一侧沉积电子传输层SrTiO3,用于有效地输运钙钛矿内部的电子,SrTiO3的厚度为200nm;
4、在SrTiO3的表面上蒸镀AZO电极,用于收集钙钛矿内部产生产生的电子。AZO的厚度约为200nm,以保证AZO层良好的导电性和透光性。之后,在AZO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
实施例15
大面积钙钛矿薄片的制备如下。
1、采用连续生长的方法,将新鲜的CsI和GeI2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为50m×50mm×30mm的单晶CsGeI3晶体;
2、采用激光切割的方法,其中激光的波长为325nm,对大尺寸钙钛矿单晶晶体进行切割,获得面积为2000mm2,厚度100μm的钙钛矿单晶薄片;
3、采用超声清洗的方法,清除钙钛矿单晶片表面的砂浆;
4、采用机械抛光机,对钙钛矿薄片的两侧进行剖光处理,以去除切割过程中的损伤层并增加钙钛矿单晶表面的平整度,以利于后续器件的组装。
利用以上所述的大面积钙钛矿薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用真空蒸镀的方法,在钙钛矿的表面沉积空穴传输层MoOx,MoOx的厚度为30nm;
2、在MoOx的表面蒸镀Ag电极,用于收集钙钛矿单晶器件中的空穴,Ag电极的厚度为200nm;
3、采用真空蒸镀法,在钙钛矿单晶的另一侧沉积电子传输层C60,用于有效地输运钙钛矿内部的电子,C60厚度为50nm;
4、在C60的表面上蒸镀BZO电极,用于收集钙钛矿内部产生产生的电子。BZO的厚度约为300nm,以保证BZO层良好的导电性和透光性。之后,在BZO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
实施例16
大面积钙钛矿薄片的制备如下。
1、采用连续生长的方法,将新鲜的CsBr和PbBr2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为50m×50mm×30mm的单晶CsPbBr3晶体;
2、采用激光切割的方法,其中激光的波长为325nm,对大尺寸钙钛矿单晶晶体进行切割,获得面积为2500mm2,厚度300μm的钙钛矿单晶薄片;
3、采用超声清洗的方法,清除钙钛矿单晶片表面的砂浆;
4、采用机械抛光机,对钙钛矿薄片的两侧进行剖光处理,以去除切割过程中的损伤层并增加钙钛矿单晶表面的平整度,以利于后续器件的组装。
利用以上所述的大面积钙钛矿薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用真空蒸镀的方法,在钙钛矿的表面沉积空穴传输层CuSCN,CuSCN的厚度为50nm;
2、在CuSCN的表面蒸镀Ag电极,用于收集钙钛矿单晶器件中的空穴,Ag电极的厚度为300nm;
3、采用真空蒸镀法,在钙钛矿单晶的另一侧沉积电子传输层C60,用于有效地输运钙钛矿内部的电子,C60厚度为50nm;
4、在C60的表面上蒸镀BZO电极,用于收集钙钛矿内部产生产生的电子。BZO的厚度约为300nm,以保证BZO层良好的导电性和透光性。之后,在BZO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
实施例17
大面积钙钛矿薄片的制备如下。
1、采用连续生长的方法,将新鲜的C3H11SN3I和GeI2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为50m×50mm×30mm的多晶C3H11SN3GeI3晶体;
2、采用激光切割的的方法,激光的波长为532nm,对大尺寸钙钛矿单晶晶体进行切割,获得了面积为2000mm2,厚度5μm的钙钛矿晶体薄片;
利用以上所述的大面积钙钛矿薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用真电子束蒸发的方法,在钙钛矿单晶片的一侧表面沉积空穴传输层MoOx,用于有效地输运钙钛矿内部的空穴,其厚度为50nm;
2、在MoOx的表面蒸镀Cu电极,用于收集钙钛矿单晶器件中的空穴,Cu电极的厚度为80nm;
3、采用真空蒸镀的方法,在钙钛矿晶体薄片的另一侧沉积电子传输层Ta2O3,用于有效地输运钙钛矿内部的电子,Ta2O3的厚度为100nm;
4、在Ta2O3的表面上蒸镀GZO电极,用于收集钙钛矿内部产生产生的电子。GZO的厚度约为350nm,以保证GZO层良好的导电性和透光性。之后,在GZO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
实施例18
大面积钙钛矿薄片的制备如下。
1、采用连续生长的方法,将新鲜的C3H11SN3Br和SnBr2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为60m×60mm×40mm的单晶C3H11SN3SnBr3晶体
2、采用激光切割的方法,其中激光的波长为532nm,对大尺寸钙钛矿单晶晶体进行切割,获得了面积为3600mm2,厚度为5μm的钙钛矿单晶薄片;
利用以上所述的大面积钙钛矿薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用真空蒸镀法,在钙钛矿单晶片的一侧表面沉积空穴传输层NiO,用于有效地输运钙钛矿内部的空穴,NiO的厚度为100nm;
2、在NiO的表面蒸镀Al电极,用于收集钙钛矿单晶器件中的空穴,Al电极的厚度为200nm;
3、采用原子层沉积的方法,在钙钛矿单晶的另一侧沉积电子传输层SnO2,用于有效地输运钙钛矿内部的电子,所制备SnO2的厚度为30nm;
4、在SnO2的表面上蒸镀IZO电极,用于收集钙钛矿内部产生产生的电子。IZO的厚度约为300nm,以保证IZO层良好的导电性和透光性。之后,在IZO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
实施例19
大面积钙钛矿薄片的制备如下。
1、采用连续生长的方法,将新鲜的C3H11SN3Cl和PbCl2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为40m×40mm×20mm的单晶C3H11SN3PbCl3晶体;
2、采用砂线切割的方法,其中砂线运动的速度为3mm/s,对大尺寸钙钛矿单晶晶体进行切割,获得了面积为1600mm2,厚度200μm的钙钛矿单晶薄片;
3、采用超声清洗的方法,清除钙钛矿单晶片表面的砂浆;
4、采用机械抛光机,对钙钛矿薄片的两侧进行剖光处理,以去除切割过程中的损伤层并增加钙钛矿单晶表面的平整度,以利于后续器件的组装。
利用以上所述的大面积钙钛矿薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用喷涂法,在钙钛矿单晶片的一侧表面沉积空穴传输层Spiro-MeOTAD,用于有效地输运钙钛矿内部的空穴,其中Spiro-MeOTAD溶液的浓度为20mg/mL,喷涂气压为0.4MPa;
2、在Spiro-MeOTAD的表面蒸镀Au电极,用于收集钙钛矿单晶器件中的空穴,Au电极的厚度为80nm;
3、采用旋涂的方法,在钙钛矿单晶的另一侧沉积电子传输层C60,用于有效地输运钙钛矿内部的电子。其中,C60溶液的浓度为20mg/mL,旋涂转速为3000rpm,最终C60的厚度为50nm。
4、在C60上蒸镀ITO电极,用于收集钙钛矿内部产生产生的电子。ITO的厚度约为200nm,以保证ITO层良好的导电性和透光性。之后,在ITO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
实施例20
大面积钙钛矿薄片的制备如下。
1、采用连续生长的方法,将新鲜的CH3NH3Br和GeBr2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为40m×40mm×20mm的单晶CH3NH3GeBr3晶体;
2、采用砂线切割的方法,其中砂线运动的速度为2mm/s,对大尺寸钙钛矿单晶晶体进行切割,获得了面积大于1600mm2,厚度1mm的钙钛矿单晶薄片;
3、采用超声清洗的方法,清除钙钛矿单晶片表面的砂浆;
4、采用机械抛光机,对钙钛矿薄片的两侧进行剖光处理,以去除切割过程中的损伤层并增加钙钛矿单晶表面的平整度,以利于后续器件的组装。
利用以上所述的大面积钙钛矿薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用溶液旋涂法,在钙钛矿单晶的另一侧沉积电子传输层PC60BM,用于有效地输运钙钛矿内部的电子。其中PC60BM溶液的浓度为20mg/mL,旋涂转速为1000rpm,旋涂时间为30s。
2、采用真空蒸镀法,在PC60BM的表面蒸镀金属电极,使其有效的收集电池器件中的电子;
3、在钙钛矿单晶片的另一侧表面沉积空穴传输层Spiro-MeOTAD,用于有效地输运钙钛矿内部的空穴。其中Spiro-MeOTAD溶液的浓度为90mg/mL,旋涂转速为4000rpm,旋涂时间为30s;
4、在旋涂有Spiro-MeOTAD的表面上蒸镀MnOx,用于保护Spiro-MeOTAD电极。然后,在其表面溅射ITO薄膜,以收集电池器件中的空穴。ITO的厚度约为200nm,以保证ITO层良好的导电性和透光性。之后,在ITO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
实施例21
大面积钙钛矿薄片的制备如下。
1、采用连续生长的方法,将新鲜的CH3NH3Cl和SnCl2混合溶液不断地注入到晶体生长容器中,使晶体生长液维持在恒定的浓度,以保证晶体生长过程的连续性和均匀性,以获得尺寸为30m×30mm×15mm的单晶CH3NH3SnCl3晶体;
2、采用砂线切割的方法,其中砂线运动的速度为5mm/s,对大尺寸钙钛矿单晶晶体进行切割,获得了面积大于1600mm2,厚度1mm的钙钛矿单晶薄片;
3、采用超声清洗的方法,清除钙钛矿单晶片表面的砂浆;
4、采用机械抛光机,对钙钛矿薄片的两侧进行剖光处理,以去除切割过程中的损伤层并增加钙钛矿单晶表面的平整度,以利于后续器件的组装。
利用以上所述的大面积钙钛矿薄片进行太阳能电池或其他光电/电光设备的制备如下。
1、采用真空蒸镀的方法,在钙钛矿单晶表面沉积电子传输层C60,用于有效地输运钙钛矿内部的电子。其中C60的厚度为50nm;
2、采用真空蒸镀法,在C60的表面蒸镀Ag电极,使其有效的收集电池器件中的电子;
3、在钙钛矿单晶片的另一侧表面沉积空穴传输层CuSCN,用于有效地输运钙钛矿内部的空穴。其中CuSCN溶液的浓度为90mg/mL,旋涂转速为3000rpm,旋涂时间为60s;
4、在旋涂有CuSCN的表面上蒸镀MnOx,用于保护CuSCN电极。然后,在其表面溅射ITO薄膜,以收集电池器件中的空穴。ITO的厚度约为200nm,以保证ITO层良好的导电性和透光性。之后,在ITO的表面蒸镀金属栅线电极,以降低载流子收集过程中的电阻,降低器件的电阻损耗。
Claims (17)
1.一种大面积钙钛矿薄片的制备方法,其特征在于,将长度和宽度均大于15mm或直径大于15mm的单晶或者多晶钙钛矿晶体进行切片,得到面积大于200mm2且厚度小于1mm的大面积钙钛矿薄片。
2.根据权利要求1所述的一种大面积钙钛矿薄片的制备方法,其特征在于,单晶或者多晶钙钛矿晶体为ABX3钙钛矿晶体,呈立方体或四方晶型,其中A为CH3NH3 +、H2N-CH=NH2 +、(CH3)4N+、C7H7 +、Cs+或C3H11SN3 2+,B为Pb、Ge或Sn;X为Cl、Br或I。
3.根据权利要求2所述的一种大面积钙钛矿薄片的制备方法,其特征在于,单晶或者多晶钙钛矿晶体的制备方法如下,取提供铅源、锡源或锗源的金属化合物,卤代物和能溶解该金属化合物的溶剂;将卤代物和溶剂混合配制成溶液,将金属化合物加入后配成晶体生长液,采用连续注入生长液的连续生长方法得到ABX3钙钛矿晶体。
4.根据权利要求1所述的一种大面积钙钛矿薄片的制备方法,其特征在于,切片时采用激光切割法、砂浆切割法或者金刚线切割法。
5.一种大面积钙钛矿薄片,其特征在于,由长度和宽度均大于15mm或直径大于15mm的单晶或者多晶钙钛矿晶体进行切片得到,其面积大于200mm2且厚度小于1mm。
6.根据权利要求5所述的一种大面积钙钛矿薄片的制备方法,其特征在于,面积大于500mm2,厚度为100μm~1mm。
7.一种基于钙钛矿薄片的光电或电光器件,其特征在于,采用由权利要求1制得或如权利要求5所述的大面积钙钛矿薄片。
8.根据权利要求7所述的一种基于钙钛矿薄片的光电或电光器件,其特征在于,光电或电光器件为钙钛矿太阳能电池、钙钛矿基发光二极管、钙钛矿基激光器或钙钛矿基光电探测器。
9.根据权利要求7所述的一种基于钙钛矿薄片的光电或电光器件,其特征在于,大面积钙钛矿薄片两侧镀有导电薄膜电极,电极厚度小于1mm。
10.根据权利要求9所述的一种基于钙钛矿薄片的光电或电光器件,其特征在于,其中一个导电薄膜电极在可见光波段的透光率大于50%。
11.一种钙钛矿太阳能电池,其特征在于,从下到上依次为,
透明导电氧化物膜、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层和金属电极;
或者透明导电氧化物膜、空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层和金属电极;
钙钛矿吸收层采用由权利要求1制得或如权利要求5所述的大面积钙钛矿薄片。
12.根据权利要求11所述的一种钙钛矿太阳能电池,其特征在于,透明导电氧化物膜上还设置有金属栅线电极。
13.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括如下步骤,
步骤1,将长度和宽度均大于15mm或直径大于15mm的单晶或者多晶钙钛矿晶体进行切片,得到面积大于200mm2且厚度小于1mm的大面积钙钛矿薄片;
步骤2,在大面积钙钛矿薄片的两面分别制备电子传输层和空穴传输层得到中间体;
步骤3,在中间体的两面分别制备金属电极和透明导电氧化物膜得到钙钛矿太阳能电池。
14.根据权利要求13所述的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,电子传输层材料采用TiO2、ZnO、SnO2、Nb2O5、In2O3、Zn2SnO4、SrTiO3、WO3、Ta2O3、PC60BM、PC70BM和C60中的至少一种;制备方法采用喷涂、旋涂、刮涂、丝网印刷、原子层沉积或者物理气相沉积法。
15.根据权利要求13所述的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,透明导电氧化物膜采用AZO、BZO、GZO、FTO、ITO和IZO中的至少一种;制备方法采用气相沉积法。
16.根据权利要求13所述的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,空穴传输层采用PEDOT:PSS、Spiro-OMeTAD、P3HT、PTAA、NiO、MoOx(2.5≤x≤3)和CuSCN中的一种;制备方法采用喷涂、旋涂、刮涂或者丝网印刷。
17.根据权利要求13所述的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,金属电极采用Au、Ag、Al、Pt或者Cu中的至少一种;制备方式采用物理气相沉积法。
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