CN106854749A - 一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法 - Google Patents

一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106854749A
CN106854749A CN201611109557.4A CN201611109557A CN106854749A CN 106854749 A CN106854749 A CN 106854749A CN 201611109557 A CN201611109557 A CN 201611109557A CN 106854749 A CN106854749 A CN 106854749A
Authority
CN
China
Prior art keywords
perovskite
perovskite material
preparation
pbi2
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201611109557.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106854749B (zh
Inventor
马瑞新
王成彦
李士娜
武东
赵卫爽
马梓瑞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou Shining Technology Co Ltd
Original Assignee
Guangzhou Shining Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou Shining Technology Co Ltd filed Critical Guangzhou Shining Technology Co Ltd
Priority to CN201611109557.4A priority Critical patent/CN106854749B/zh
Publication of CN106854749A publication Critical patent/CN106854749A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106854749B publication Critical patent/CN106854749B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/50—Organic perovskites; Hybrid organic-inorganic perovskites [HOIP], e.g. CH3NH3PbI3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C23C14/088—Oxides of the type ABO3 with A representing alkali, alkaline earth metal or Pb and B representing a refractory or rare earth metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明公开了一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺或碘乙胺按摩尔比1:0.8~1.2的配比混合研磨15分钟，得到钙钛矿材料；S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料压制成钙钛矿靶材；S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台进行磁控溅射，薄膜厚度达到50~1500nm后放气，得到钙钛矿薄膜。本发明涉及太阳能光电材料、半导体材料领域，有别于传统的制备方法，减少将PbI2和碘甲胺分别溶解在DMF以及异丙醇溶剂中形成均匀有机溶剂的步骤，避免PbI2在DMF中溶解不良的问题，降低了在PbI2的选择上对原料的性能要求，从而降低钙钛矿材料的制备难度，而且可以实现大面积制备。

Description

一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能光电材料、半导体材料领域，尤其涉及一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法。
背景技术
随着人类社会的发展，能源消耗日益增加，太阳能光伏技术的发展无疑备受人类的关注。 钙钛矿材料，作为 2013 年“世界十大科技突破”之一，被认为是发展高效太阳能电池最具潜力的新材料。目前钙钛矿太阳能电池的最高转化效率已经高达 22.1%。钙钛矿材料研究最为广泛地的是甲氨基、乙胺基杂化 PbI2 而获得的碘甲胺铅和碘乙胺铅。但是这种有机无机杂化钙钛矿材料存在稳定性差、怕氧和水的问题。
钙钛矿太阳能电池最常规的制备方法是两步法或一步法。所谓两步法是将碘化铅和碘甲胺分别溶解在 DMF（二甲基甲酰胺） 以及异丙醇溶剂中，形成均匀的有机溶液，然后将面电阻小于 50 欧姆的 FTO 玻璃（一种镀有 SnO：F、 ITO或 AZO 等透明导电薄膜的玻璃）事先做好 10~100nm 厚度的 TiO2 或者各种掺杂的 TiO2 致密层作为电子传输层，然后在致密层的基础上采用旋涂的方法制备TiO2 多孔层。然后将该基片用旋涂的方法在多孔层上旋涂 PbI2 （溶解于 DMF 溶剂），烘干以后再浸入碘甲胺异丙醇溶液中。所谓一步法是先旋涂 PbI2，然后接着旋涂碘甲胺，两者原位反应生成钙钛矿材料。在此过程中，钙钛矿材料就在多孔TiO 层表面形成 100~200nm 厚度的薄膜，然后再旋涂以的方式在钙钛矿材料表面制备以 spiro-MeOTAD（氯苯为溶剂）为典型的空穴传输材料，再在空穴传输材料表面蒸镀上金属电极。
上述制备方法存在一个很大的问题，即在 PbI2 的选择上对原料的性能要求极高，经常遇到 PbI2 在 DMF 中溶解不良的问题，同时还存在钙钛矿材料与 TiO2层结合力不好以及旋涂法难以大面积制备的实际问题。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种不足，提供一种新的能够大面积制备高质量薄膜的钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺或碘乙胺按摩尔比1:0.8~1.2的配比混合研磨，得到钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料压制成钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台进行磁控溅射，薄膜厚度达到50~1500nm后放气，得到钙钛矿薄膜。
本发明事先合成钙钛矿材料，然后以钙钛矿材料为靶材，通过磁控溅射法制备钙钛矿薄膜，利用磁控溅射法可以制备高质量大面积薄膜的特点，制备出高质量大面积的钙钛矿薄膜。传统的制备钙钛矿的方法是采用溶剂分别将PbI2和碘甲胺溶解在不同溶剂中，然后采用旋涂法边合成钙钛矿材料边形成钙钛矿薄膜，但是旋涂法制备在大面积制备过程中会遇到难以克服的工程问题。为了利用磁控溅射法制备钙钛矿薄膜，本发明将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺或碘乙胺按摩尔比1:0.8~1.2配比混合研磨合成钙钛矿材料，并用压制成型的方法制得可以作为磁控溅射法的靶的钙钛矿靶材，从而实现通过磁控溅射法制备大面积高质量的钙钛矿薄膜的目的。与此同时，本发明规避了常规制备方法中将PbI2和碘甲胺分别溶解在DMF以及异丙醇溶剂中形成均匀有机溶剂的步骤，避免PbI2在DMF中溶解不良的问题，降低了在PbI2的选择上对原料的性能要求，从而降低钙钛矿材料的制备难度。
步骤S1中，在PbI2与碘甲胺或碘乙胺研磨前加入异丙醇或DMF或无水甲醇作为研磨介质，研磨后进行烘干，得到钙钛矿材料。异丙醇或DMF或无水甲醇作为催化剂催化提高PbI2与碘甲胺或碘乙胺的合成速率。
步骤S1中，分析纯及以上的PbI2与碘甲胺或碘乙胺按摩尔比1:1配比。PbI2与碘甲胺或碘乙胺按摩尔比1:1配比有利于提高原料的利用率。
步骤S2中，钙钛矿材料压制后进行真空密封得到钙钛矿靶材。由于钙钛矿材料稳定性差、怕水和氧，最好将制得的钙钛矿材料进行真空密封。
步骤S2中，将步骤S1得到的钙钛矿材料放入模具中在5~150MPa压力下压制成钙钛矿靶材。
进一步地，步骤S2中，将步骤S1得到的钙钛矿材料放入模具中在10~100MPa压力下压制成钙钛矿靶材。
步骤S3中，进行磁控溅射前将真空磁控溅射台抽真空至10-4~10-6Pa充入氩气至0.5~0.8Pa。
步骤S3中，进行磁控溅射前将真空磁控溅射台抽真空至10-5Pa充入氩气至0.5~0.8Pa。
步骤S3中，磁控溅射薄膜达到100~1000nm后放气取出。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法抛开传统的制备方法，即将分别溶解于有机溶剂的PbI2与碘甲胺旋涂于TiO2致密层制得钙钛矿薄膜，先制得钙钛矿材料再用磁控溅射法制得钙钛矿薄膜，该制备方法可以省去将原料溶解于有机溶剂的步骤，避免PbI2在DMF中溶解不良的问题，降低了在PbI2的选择上对原料的性能要求，从而降低钙钛矿材料的制备难度，该制备方法还可以实现大面积制备钙钛矿薄膜的目的。
附图说明
图1是本发明的钙钛矿材料的X射线衍射图。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合对本发明作进一步阐述，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。
实施例1
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺按摩尔比1:1的配比混合研磨15分钟，得到黑色的钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料放入金属模具中在55MPa压力下压制成型，然后真空密封即得钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台中，抽真空至10-5Pa，充入氩气至0.65Pa，开启射频电源进行磁控溅射，薄膜厚度达到550nm后放气取出，得到钙钛矿薄膜。
实施例2
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺按摩尔比1:1的配比混合，按照每摩尔PbI2加入30ml异丙醇的比例加入异丙醇作为研磨介质，研磨15分钟得到黑色的钙钛矿浆料，将钙钛矿浆料在100℃下烘干溶剂，得到黑色的钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料放入金属模具中在55MPa压力下压制成型，然后真空密封即得钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台中，抽真空至10-5Pa，充入氩气至0.65Pa，开启射频电源进行磁控溅射，薄膜厚度达到550nm后放气取出，得到钙钛矿薄膜。
实施例3
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺按摩尔比1:1的配比混合，按照每摩尔PbI2加入50mlDMF的比例加入DMF作为研磨介质，研磨15分钟得到黑色的钙钛矿浆料，将钙钛矿浆料在100℃下烘干溶剂，得到黑色的钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料放入金属模具中在55MPa压力下压制成型，然后真空密封即得钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台中，抽真空至10-5Pa，充入氩气至0.65Pa，开启射频电源进行磁控溅射，薄膜厚度达到550nm后放气取出，得到钙钛矿薄膜。
实施例4
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺按摩尔比1:1的配比混合，按照每摩尔PbI2加入70ml无水甲醇的比例加入无水甲醇作为研磨介质，研磨15分钟得到黑色的钙钛矿浆料，将钙钛矿浆料在70℃下烘干溶剂，得到黑色的钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料放入金属模具中在55MPa压力下压制成型，然后真空密封即得钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台中，抽真空至10-5Pa，充入氩气至0.65Pa，开启射频电源进行磁控溅射，薄膜厚度达到550nm后放气取出，得到钙钛矿薄膜。
实施例5
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺按摩尔比1:1的配比混合研磨15分钟，得到黑色的钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料放入金属模具中在10MPa压力下压制成型，然后真空密封即得钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台中，抽真空至10-5Pa，充入氩气至0.65Pa，开启射频电源进行磁控溅射，薄膜厚度达到100nm后放气取出，得到钙钛矿薄膜。
实施例6
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺按摩尔比1:1的配比混合研磨15分钟，得到黑色的钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料放入金属模具中在100MPa压力下压制成型，然后真空密封即得钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台中，抽真空至10-5Pa，充入氩气至0.65Pa，开启射频电源进行磁控溅射，薄膜厚度达到1000nm后放气取出，得到钙钛矿薄膜。
实施例7
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺按摩尔比1:0.8的配比混合研磨15分钟，得到黑色的钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料放入金属模具中在5MPa压力下压制成型，然后真空密封即得钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台中，抽真空至10-4Pa，充入氩气至0.5Pa，开启射频电源进行磁控溅射，薄膜厚度达到50nm后放气取出，得到钙钛矿薄膜。
实施例8
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺按摩尔比1:1的配比混合研磨15分钟，得到黑色的钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料放入金属模具中在150MPa压力下压制成型，然后真空密封即得钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台中，抽真空至10-6Pa，充入氩气至0.8Pa，开启射频电源进行磁控溅射，薄膜厚度达到1500nm后放气取出，得到钙钛矿薄膜。
实施例9
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺按摩尔比1:1的配比混合，按照每摩尔PbI2加入30ml异丙醇的比例加入异丙醇作为研磨介质，研磨15分钟得到黑色的钙钛矿浆料，将钙钛矿浆料在100℃下烘干溶剂，得到黑色的钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料放入金属模具中在10MPa压力下压制成型，然后真空密封即得钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台中，抽真空至10-5Pa，充入氩气至0.65Pa，开启射频电源进行磁控溅射，薄膜厚度达到100nm后放气取出，得到钙钛矿薄膜。
实施例10
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺按摩尔比1:1的配比混合，按照每摩尔PbI2加入30ml异丙醇的比例加入异丙醇作为研磨介质，研磨15分钟得到黑色的钙钛矿浆料，将钙钛矿浆料在100℃下烘干溶剂，得到黑色的钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料放入金属模具中在100MPa压力下压制成型，然后真空密封即得钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台中，抽真空至10-5Pa，充入氩气至0.65Pa，开启射频电源进行磁控溅射，薄膜厚度达到1000nm后放气取出，得到钙钛矿薄膜。
实施例11
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺按摩尔比1:0.8的配比混合，按照每摩尔PbI2加入30ml异丙醇的比例加入异丙醇作为研磨介质，研磨15分钟得到黑色的钙钛矿浆料，将钙钛矿浆料在100℃下烘干溶剂，得到黑色的钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料放入金属模具中在5MPa压力下压制成型，然后真空密封即得钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台中，抽真空至10-4Pa，充入氩气至0.5Pa，开启射频电源进行磁控溅射，薄膜厚度达到50nm后放气取出，得到钙钛矿薄膜。
实施例12
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺按摩尔比1:1.2的配比混合，按照每摩尔PbI2加入30ml异丙醇的比例加入异丙醇作为研磨介质，研磨15分钟得到黑色的钙钛矿浆料，将钙钛矿浆料在100℃下烘干溶剂，得到黑色的钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料放入金属模具中在150MPa压力下压制成型，然后真空密封即得钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台中，抽真空至10-6Pa，充入氩气至0.8Pa，开启射频电源进行磁控溅射，薄膜厚度达到1500nm后放气取出，得到钙钛矿薄膜。
实施例13
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺按摩尔比1:1的配比混合，按照每摩尔PbI2加入50mlDMF的比例加入DMF作为研磨介质，研磨15分钟得到黑色的钙钛矿浆料，将钙钛矿浆料在100℃下烘干溶剂，得到黑色的钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料放入金属模具中在10MPa压力下压制成型，然后真空密封即得钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台中，抽真空至10-5Pa，充入氩气至0.65Pa，开启射频电源进行磁控溅射，薄膜厚度达到100nm后放气取出，得到钙钛矿薄膜。
实施例14
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺按摩尔比1:1的配比混合，按照每摩尔PbI2加入50mlDMF的比例加入DMF作为研磨介质，研磨15分钟得到黑色的钙钛矿浆料，将钙钛矿浆料在100℃下烘干溶剂，得到黑色的钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料放入金属模具中在100MPa压力下压制成型，然后真空密封即得钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台中，抽真空至10-5Pa，充入氩气至0.65Pa，开启射频电源进行磁控溅射，薄膜厚度达到1000nm后放气取出，得到钙钛矿薄膜。
实施例15
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺按摩尔比1:1的配比混合，按照每摩尔PbI2加入50mlDMF的比例加入DMF作为研磨介质，研磨15分钟得到黑色的钙钛矿浆料，将钙钛矿浆料在100℃下烘干溶剂，得到黑色的钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料放入金属模具中在5MPa压力下压制成型，然后真空密封即得钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台中，抽真空至10-4Pa，充入氩气至0.5Pa，开启射频电源进行磁控溅射，薄膜厚度达到50nm后放气取出，得到钙钛矿薄膜。
实施例16
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺按摩尔比1:1的配比混合，按照每摩尔PbI2加入50mlDMF的比例加入DMF作为研磨介质，研磨15分钟得到黑色的钙钛矿浆料，将钙钛矿浆料在100℃下烘干溶剂，得到黑色的钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料放入金属模具中在150MPa压力下压制成型，然后真空密封即得钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台中，抽真空至10-6Pa，充入氩气至0.8Pa，开启射频电源进行磁控溅射，薄膜厚度达到1500nm后放气取出，得到钙钛矿薄膜。
实施例17
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺按摩尔比1:1的配比混合，按照每摩尔PbI2加入70ml无水甲醇的比例加入无水甲醇作为研磨介质，研磨15分钟得到黑色的钙钛矿浆料，将钙钛矿浆料在70℃下烘干溶剂，得到黑色的钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料放入金属模具中在10MPa压力下压制成型，然后真空密封即得钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台中，抽真空至10-5Pa，充入氩气至0.65Pa，开启射频电源进行磁控溅射，薄膜厚度达到100nm后放气取出，得到钙钛矿薄膜。
实施例18
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺按摩尔比1:1的配比混合，按照每摩尔PbI2加入70ml无水甲醇的比例加入无水甲醇作为研磨介质，研磨15分钟得到黑色的钙钛矿浆料，将钙钛矿浆料在70℃下烘干溶剂，得到黑色的钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料放入金属模具中在100MPa压力下压制成型，然后真空密封即得钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台中，抽真空至10-5Pa，充入氩气至0.65Pa，开启射频电源进行磁控溅射，薄膜厚度达到1000nm后放气取出，得到钙钛矿薄膜。
实施例19
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺按摩尔比1:1的配比混合，按照每摩尔PbI2加入70ml无水甲醇的比例加入无水甲醇作为研磨介质，研磨15分钟得到黑色的钙钛矿浆料，将钙钛矿浆料在70℃下烘干溶剂，得到黑色的钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料放入金属模具中在5MPa压力下压制成型，然后真空密封即得钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台中，抽真空至10-4Pa，充入氩气至0.5Pa，开启射频电源进行磁控溅射，薄膜厚度达到50nm后放气取出，得到钙钛矿薄膜。
实施例20
一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺按摩尔比1:1的配比混合，按照每摩尔PbI2加入70ml无水甲醇的比例加入无水甲醇作为研磨介质，研磨15分钟得到黑色的钙钛矿浆料，将钙钛矿浆料在70℃下烘干溶剂，得到黑色的钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料放入金属模具中在150MPa压力下压制成型，然后真空密封即得钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台中，抽真空至10-6Pa，充入氩气至0.8Pa，开启射频电源进行磁控溅射，薄膜厚度达到1500nm后放气取出，得到钙钛矿薄膜。
试验方法
取实施例1~20制得的钙钛矿材料分别做X射线衍射，均得到如图1所示的X射线衍射图，该图与两步法制备的钙钛矿材料的X射线衍射图基本一致，表明采用研磨法制备钙钛矿材料是可行的，因此可以采用研磨法制备的钙钛矿材料压制成的钙钛矿靶材作为磁控溅射的靶，通过磁控溅射法制得大面积高质量的钙钛矿薄膜。

Claims (9)

1.一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.将分析纯及以上的PbI2与碘甲胺或碘乙胺按摩尔比1:0.8~1.2的配比混合研磨，得到钙钛矿材料；
S2.将步骤S1得到的钙钛矿材料压制成钙钛矿靶材；
S3.将步骤S2得到的钙钛矿靶材放入真空磁控溅射台进行磁控溅射，薄膜厚度达到50~1500nm后放气，得到钙钛矿薄膜。
2.根据权利要求1所述的钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中，在PbI2与碘甲胺或碘乙胺研磨前加入异丙醇或DMF或无水甲醇作为研磨介质，研磨后进行烘干，得到钙钛矿材料。
3.根据权利要求1或2所述的钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中，分析纯及以上的PbI2与碘甲胺或碘乙胺按摩尔比1:1配比。
4.根据权利要求1所述的钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中，钙钛矿材料压制后进行真空密封得到钙钛矿靶材。
5.根据权利要求1~2任一项所述的钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中，将步骤S1得到的钙钛矿材料放入模具中在5~150MPa压力下压制成钙钛矿靶材。
6.根据权利要求5所述的钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中，将步骤S1得到的钙钛矿材料放入模具中在10~100MPa压力下压制成钙钛矿靶材。
7.根据权利要求1所述的钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S3中，进行磁控溅射前将真空磁控溅射台抽真空至10-4~10-6Pa充入氩气至0.5~0.8Pa。
8.根据权利要求7所述的钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S3中，进行磁控溅射前将真空磁控溅射台抽真空至10-5Pa充入氩气至0.5~0.8Pa。
9.根据权利要求1或2或4或7或8所述的钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S3中，磁控溅射薄膜达到100~1000nm后放气取出。
CN201611109557.4A 2016-12-02 2016-12-02 一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法 Active CN106854749B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611109557.4A CN106854749B (zh) 2016-12-02 2016-12-02 一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611109557.4A CN106854749B (zh) 2016-12-02 2016-12-02 一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106854749A true CN106854749A (zh) 2017-06-16
CN106854749B CN106854749B (zh) 2018-12-11

Family

ID=59125735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611109557.4A Active CN106854749B (zh) 2016-12-02 2016-12-02 一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106854749B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108550641A (zh) * 2018-05-09 2018-09-18 北京科技大学 一种碘化铅制备方法及以其为原料的钙钛矿太阳能电池
CN109301072A (zh) * 2018-09-27 2019-02-01 深圳大学 一种无溶剂钙钛矿光电器件的制备方法
EP3506378A4 (en) * 2017-09-22 2019-10-30 Hangzhou Microquanta Semiconductor Corporation Limited DEVICE FOR IMPROVING THE UNIFORMITY OF PEROVSKITE FILM FORMATION AND ASSOCIATED METHOD
CN111647848A (zh) * 2020-05-27 2020-09-11 山东大学 一种磁控溅射制备大面积CsPbBr3光电薄膜的方法和应用
CN111816770A (zh) * 2020-06-12 2020-10-23 北京大学 钙钛矿薄膜的制备方法、钙钛矿薄膜以及使用该钙钛矿薄膜的太阳能电池器件、磁控溅射仪
CN112234144A (zh) * 2019-07-15 2021-01-15 北京大学 一种钙钛矿微晶膜的制备方法及太阳能电池器件
CN112909126A (zh) * 2021-02-02 2021-06-04 中南大学 一种PVK-TMDCs范德华异质结及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104250723A (zh) * 2014-09-09 2014-12-31 许昌学院 一种基于铅单质薄膜原位大面积控制合成钙钛矿型ch3nh3pbi3薄膜材料的化学方法
CN104319348A (zh) * 2014-10-28 2015-01-28 厦门惟华光能有限公司 以导电聚合物为背电极的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN104393109A (zh) * 2014-10-28 2015-03-04 合肥工业大学 一种钙钛矿太阳能电池的化学气相沉积制备方法
CN105161625A (zh) * 2015-09-23 2015-12-16 北京大学深圳研究生院 一种氧化亚铜异质结太阳能电池的制备方法
CN105779956A (zh) * 2016-03-21 2016-07-20 东南大学 一种两步法制备有机钙钛矿甲基胺基碘化铅薄膜的方法
CN105777800A (zh) * 2016-04-07 2016-07-20 东南大学 氧化铅薄膜制备有机钙钛矿甲基胺基碘化铅薄膜的方法
CN106206948A (zh) * 2015-05-04 2016-12-07 东莞日阵薄膜光伏技术有限公司 新型pn型钙钛矿/铜铟镓硒双结薄膜电池制备方法
CN106835105A (zh) * 2016-12-23 2017-06-13 句容亿格纳米材料厂 有机铁锈转化剂及其制备方法和使用方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104250723A (zh) * 2014-09-09 2014-12-31 许昌学院 一种基于铅单质薄膜原位大面积控制合成钙钛矿型ch3nh3pbi3薄膜材料的化学方法
CN104319348A (zh) * 2014-10-28 2015-01-28 厦门惟华光能有限公司 以导电聚合物为背电极的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN104393109A (zh) * 2014-10-28 2015-03-04 合肥工业大学 一种钙钛矿太阳能电池的化学气相沉积制备方法
CN106206948A (zh) * 2015-05-04 2016-12-07 东莞日阵薄膜光伏技术有限公司 新型pn型钙钛矿/铜铟镓硒双结薄膜电池制备方法
CN105161625A (zh) * 2015-09-23 2015-12-16 北京大学深圳研究生院 一种氧化亚铜异质结太阳能电池的制备方法
CN105779956A (zh) * 2016-03-21 2016-07-20 东南大学 一种两步法制备有机钙钛矿甲基胺基碘化铅薄膜的方法
CN105777800A (zh) * 2016-04-07 2016-07-20 东南大学 氧化铅薄膜制备有机钙钛矿甲基胺基碘化铅薄膜的方法
CN106835105A (zh) * 2016-12-23 2017-06-13 句容亿格纳米材料厂 有机铁锈转化剂及其制备方法和使用方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3506378A4 (en) * 2017-09-22 2019-10-30 Hangzhou Microquanta Semiconductor Corporation Limited DEVICE FOR IMPROVING THE UNIFORMITY OF PEROVSKITE FILM FORMATION AND ASSOCIATED METHOD
CN108550641A (zh) * 2018-05-09 2018-09-18 北京科技大学 一种碘化铅制备方法及以其为原料的钙钛矿太阳能电池
CN108550641B (zh) * 2018-05-09 2021-04-20 北京科技大学 一种碘化铅制备方法及以其为原料的钙钛矿太阳能电池
CN109301072A (zh) * 2018-09-27 2019-02-01 深圳大学 一种无溶剂钙钛矿光电器件的制备方法
CN109301072B (zh) * 2018-09-27 2022-11-18 深圳大学 一种无溶剂钙钛矿光电器件的制备方法
CN112234144A (zh) * 2019-07-15 2021-01-15 北京大学 一种钙钛矿微晶膜的制备方法及太阳能电池器件
CN112234144B (zh) * 2019-07-15 2022-11-25 北京大学 一种钙钛矿微晶膜的制备方法及太阳能电池器件
CN111647848A (zh) * 2020-05-27 2020-09-11 山东大学 一种磁控溅射制备大面积CsPbBr3光电薄膜的方法和应用
CN111816770A (zh) * 2020-06-12 2020-10-23 北京大学 钙钛矿薄膜的制备方法、钙钛矿薄膜以及使用该钙钛矿薄膜的太阳能电池器件、磁控溅射仪
CN111816770B (zh) * 2020-06-12 2022-07-12 北京大学 钙钛矿薄膜的制备方法、钙钛矿薄膜以及太阳能电池器件
CN112909126A (zh) * 2021-02-02 2021-06-04 中南大学 一种PVK-TMDCs范德华异质结及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106854749B (zh) 2018-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106854749A (zh) 一种钙钛矿材料及其相关薄膜的制备方法
Lee et al. Flexible organo-metal halide perovskite solar cells on a Ti metal substrate
CN105070841B (zh) 一种钙钛矿太阳能电池的制备方法
CN105552236B (zh) 一种钙钛矿太阳电池及其制备方法
CN106601917B (zh) 一种无铅有机无机阳离子共同杂化钙钛矿材料及其薄膜的制备方法
CN102148099B (zh) 石墨烯染料敏化太阳能电池及其生产方法
CN108110217A (zh) 一种固态锂电池复合负极及其制备方法
CN207909974U (zh) 一种固态锂电池复合负极
US8333877B2 (en) Method for manufacturing an electrode
CN108666428A (zh) 一种钙钛矿单晶薄膜太阳能电池制备方法及器件
CN105702864A (zh) 一种高质量钙钛矿薄膜、太阳能电池及其制备方法
CN102082032A (zh) 一种纸张型染料敏化太阳能电池光阳极及其制备方法
CN105226187A (zh) 薄膜晶硅钙钛矿异质结太阳电池及其制备方法
CN106282926A (zh) 一种室温溅射法制备二氧化钛薄膜的方法
Hu et al. Low temperature fabrication of ZnO compact layer for high performance plastic dye-sensitized ZnO solar cells
CN104036963A (zh) 全固态有机-无机杂化钙钛矿太阳电池的制备方法
CN105355786A (zh) 一种低温制备二氧化钛和钙钛矿平面异质结太阳电池的方法
CN105576134A (zh) 一种双介孔层钙钛矿太阳能电池及其制备方法
Lin et al. A Bi-layer TiO 2 photoanode for highly durable, flexible dye-sensitized solar cells
Zheng et al. Efficient sinter-free nanostructure Pt counter electrode for dye-sensitized solar cells
CN107833969B (zh) 一种高效率平面异质结钙钛矿薄膜太阳能电池及制备方法
Wang et al. A low-cost bio-inspired integrated carbon counter electrode for high conversion efficiency dye-sensitized solar cells
CN108232017A (zh) 一种低温高效的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN110518188A (zh) 一种硒-磷-碳复合材料及其制备方法与应用
CN111146343B (zh) 基于二硫化钼/碳量子点界面层的钙钛矿太阳能电池及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 510450 2401, 2 Building 8, Fenghuang three road, Guangzhou new knowledge city, Guangzhou, Guangdong.

Applicant after: Guangzhou light Ding Technology Group Co., Ltd.

Address before: 510450 2401, 2 Building 8, Fenghuang three road, Guangzhou new knowledge city, Guangzhou, Guangdong.

Applicant before: Guangzhou shining Technology Co., Ltd.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant