CN111933809B - 一种薄膜干燥方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种薄膜干燥方法，包括包括如下步骤：在基底表面涂覆湿膜，在湿膜表面加覆一层含纳米级孔的遮盖膜或遮盖板，纳米级孔的孔径为5nm~10nm，对覆盖遮盖膜或遮盖板的湿膜进行加热处理，等待湿膜从溶剂化的状态转变为固态后，揭下覆盖的遮盖膜或遮盖板，即完成对湿膜的干燥。本发明还公开该方法应用在钙钛矿太阳能电池上。本发明能够控制薄膜的干燥速率，增加薄膜中晶体的生长时间，增大晶粒尺寸，减少晶体缺陷，提高薄膜质量。

Description

一种薄膜干燥方法及其应用
技术领域
本发明属于太阳能电池制备技术领域，特别涉及一种薄膜干燥方法及其应用。
背景技术
在锂电池、钙钛矿太阳能电池、光学器件等领域，需要通过印刷、喷涂等薄膜涂覆技术得到所需的含特殊性能、功能的薄膜，薄膜的干燥至关重要。恰当的干燥技术能得到晶粒尺寸大、结晶度高、缺陷少、均匀、粗糙度低的薄膜，有利于提高薄膜的性能。
干燥技术有热风辅助干燥、真空干燥等，这些干燥方式对风的均匀性要求高，对干燥装置要求高，同时很难调控干燥的速率。由于薄膜干燥的特点：湿膜中的溶剂自然挥发容易使薄膜发白粗糙，这就要求对薄膜进行快速的干燥；但想要得到晶粒尺寸大的薄膜，又需要让湿膜中的溶质晶体经历一段时间的生长，现有的干燥技术无法解决这一对矛盾的问题。
在公开号为CN108360067A的专利中公开了一种超薄二维PbI2单晶的制备方法，其通过将钙钛矿溶液注入两块基板之间，等待溶剂缓慢蒸发，同时利用两块基板有限的空间去限定钙钛矿晶体的生长，从而得到特殊的晶体结构。在实际情况中，该方法的两块基板之间的溶剂很难被蒸发，即便持续加热，溶液也会被密封在两块基板内，使薄膜一直处于湿膜的状态。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种薄膜干燥方法及其应用，控制薄膜的干燥速率，增加薄膜中晶体的生长时间，增大晶粒尺寸。
本发明是这样实现的，提供一种薄膜干燥方法，包括如下步骤：在基底表面涂覆湿膜，在湿膜表面加覆一层含纳米级孔的遮盖膜或遮盖板，纳米级孔的孔径为5nm~10nm，对覆盖遮盖膜或遮盖板的湿膜进行加热处理，等待湿膜从溶剂化的状态转变为固态后，揭下覆盖的遮盖膜或遮盖板，即完成对湿膜的干燥。
进一步地，所述含纳米级孔的遮盖膜为纤维素、尼龙、PVDF聚偏二氯乙烯、PES聚醚砜、PP聚丙烯以及PTFE中任意一种。
进一步地，所述基底为表面含有ITO或FTO的刚性导电玻璃基底，或者为表面含有ITO或FTO的聚酰亚胺柔性基底。
进一步地，所述湿膜为含有钙钛矿前驱体的湿膜。
进一步地，在所述钙钛矿前驱体的湿膜中含有溶质和溶剂，溶质为化合物AX与PbX2的混合物，其中，A为甲脒FA＋、甲胺MA＋、铯Cs＋阳离子的至少一种，X为碘I－、Cl－、Br－、SCN－阴离子中至少一种，溶剂为DMF、DMSO、GBL、NMP溶剂中的至少一种。
进一步地，在所述钙钛矿前驱体的湿膜中含有溶质和溶剂，溶质为PbX2，其中，X为碘I－、Cl－、Br－、SCN－阴离子中至少一种，溶剂为DMF、DMSO、GBL、NMP溶剂中的至少一种。
进一步地，在基底表面涂覆含有钙钛矿前驱体的湿膜的方法包括旋涂、刮刀涂布、挤出式狭缝涂布、卷对卷涂布、落帘涂布中任意一种薄膜涂覆方法。
本发明是这样实现的，还提供一种太阳能电池，在所述太阳能电池结构中至少有一层薄膜层采用如前所述的薄膜干燥方法制备的。
与现有技术相比，本发明的薄膜干燥方法及其应用，通过在涂覆完成后的湿膜表面加覆一张含纳米级孔的遮盖膜或遮盖板，再辅以恰当的加热或吹风等干燥处理。在干燥处理过程中，湿膜中的气体分子会以被限制的速度通过遮盖膜或遮盖板的纳米级孔径来离开湿膜，完成相对缓慢的干燥过程，同时湿膜中的溶质晶体也会有更多的时间完成成核、生长，从而得到晶粒尺寸更大、晶界缺陷更少的晶体，从而提高干燥后薄膜的性能。本发明能控制溶剂分子离开湿膜表面的速度，同时增加湿膜晶体生长时间，增大晶粒尺寸，减少晶体缺陷，提高薄膜质量。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明薄膜干燥方法的较佳实施例，包括如下步骤：在基底表面涂覆湿膜，在湿膜表面加覆一层含纳米级孔的遮盖膜或遮盖板，纳米级孔的孔径为5nm~10nm，对覆盖遮盖膜或遮盖板的湿膜进行加热，等待湿膜从溶剂化的状态转变为固态后，揭下覆盖的遮盖膜或遮盖板，即完成对湿膜的干燥，在基底表面得到干燥后的薄膜。
所述含纳米级孔的遮盖膜为纤维素、尼龙、PVDF聚偏二氯乙烯、PES聚醚砜、PP聚丙烯以及PTFE中任意一种。
所述基底为表面含有ITO或FTO的刚性导电玻璃基底，或者为表面含有ITO或FTO的聚酰亚胺柔性基底。
所述湿膜为含有钙钛矿前驱体的湿膜。
作为含有钙钛矿前驱体的湿膜其中一种实施例，在所述钙钛矿前驱体的湿膜中含有溶质和溶剂，溶质为化合物AX与PbX2的混合物，其中，A为甲脒FA＋、甲胺MA＋、铯Cs＋阳离子的至少一种，X为碘I－、Cl－、Br－、SCN－阴离子中至少一种，溶剂为DMF、DMSO、GBL、NMP溶剂中的至少一种。
作为含有钙钛矿前驱体的湿膜其中另一种实施例，在所述钙钛矿前驱体的湿膜中含有溶质和溶剂，溶质为PbX2，其中，X为碘I－、Cl－、Br－、SCN－阴离子中至少一种，溶剂为DMF、DMSO、GBL、NMP溶剂中的至少一种。
在基底表面涂覆含有钙钛矿前驱体的湿膜的方法包括旋涂、刮刀涂布、挤出式狭缝涂布、卷对卷涂布、落帘涂布中任意一种薄膜涂覆方法。
本发明还公开一种太阳能电池，在所述太阳能电池结构中至少有一层薄膜层采用如前所述的薄膜干燥方法制备的。
下面结合具体实施例来进一步说明本发明的薄膜干燥方法及其应用。
实施例1
本发明的第一种应用薄膜干燥方法来制备钙钛矿薄膜的方法，包括如下步骤：
步骤11、配制MAPbI3前驱体溶液：将0.08gMAI和0.23gPbI2溶于1mL的DMF中，加入体积比为1%的DMSO。
步骤12、清洁ITO基底：将表面制备有ITO的基底依次放在丙酮、异丙醇、酒精、去离子水中各超声10分钟，吹干备用。
步骤13、涂覆MAPbI3膜：将ITO置于刮刀涂布机的刮刀下，在其表面涂敷MAPbI3湿膜，涂布间隙为100μm，注液量为28μL，刮涂速度为380mm/min，涂布机台温度为55℃。
步骤14、薄膜干燥：涂覆完成后，取平均孔径为5nm的膜完全覆盖住基底ITO上的MAPbI3湿膜，紧密贴合无气泡，转移至80℃的热台上，持续加热10min，MAPbI3湿膜干燥后，取下覆盖的膜，得到结晶性好，表面粗糙度低的MAPbI3薄膜。
实施例2
本发明的第二种应用薄膜干燥方法来制备钙钛矿薄膜的方法，包括如下步骤：
步骤21、配制PbI2前驱体溶液：将0.461gPbI2溶于1mL的DMF中，加入体积比为1%的DMSO，配制成浓度为1M的前驱体溶液。
步骤22、清洁ITO基底：将表面制备有ITO的基底依次放在丙酮、异丙醇、酒精、去离子水中各超声10分钟，吹干备用。
步骤23、涂覆PbI2膜：将ITO置于刮刀涂布机的刮刀下，在其表面涂敷PbI2湿膜，涂布间隙为100μm，注液量为40μL，刮涂速度为400mm/min，涂布机台温度为50℃。
步骤24、薄膜干燥：涂覆完成后，取平均孔径为10nm的膜完全覆盖住基底ITO上的PbI2湿膜，紧密贴合无气泡，转移至70℃的热台上，持续加热5min，PbI2湿膜干燥后，取下覆盖的膜，得到结晶性好，表面粗糙度低的PbI2薄膜。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种薄膜干燥方法，其特征在于，包括如下步骤：在基底表面涂覆湿膜，在湿膜表面加覆一层含纳米级孔的遮盖膜或遮盖板，纳米级孔的孔径为5nm~10nm，对覆盖遮盖膜或遮盖板的湿膜进行加热处理，等待湿膜从溶剂化的状态转变为固态后，揭下覆盖的遮盖膜或遮盖板，即完成对湿膜的干燥；所述含纳米级孔的遮盖膜为纤维素、尼龙、PVDF聚偏二氯乙烯、PES聚醚砜、PP聚丙烯以及PTFE中任意一种。
2.如权利要求1所述的薄膜干燥方法，其特征在于，所述基底为表面含有ITO或FTO的刚性导电玻璃基底，或者为表面含有ITO或FTO的聚酰亚胺柔性基底。
3.如权利要求1所述的薄膜干燥方法，其特征在于，所述湿膜为含有钙钛矿前驱体的湿膜。
4.如权利要求3所述的薄膜干燥方法，其特征在于，在所述钙钛矿前驱体的湿膜中含有溶质和溶剂，溶质为化合物AX与PbX2的混合物，其中，A为甲脒FA＋、甲胺MA＋、铯Cs＋阳离子的至少一种，X为碘I－、Cl－、Br－、SCN－阴离子中至少一种，溶剂为DMF、DMSO、GBL、NMP溶剂中的至少一种。
5.如权利要求3所述的薄膜干燥方法，其特征在于，在所述钙钛矿前驱体的湿膜中含有溶质和溶剂，溶质为PbX2，其中，X为碘I－、Cl－、Br－、SCN－阴离子中至少一种，溶剂为DMF、DMSO、GBL、NMP溶剂中的至少一种。
6.如权利要求3所述的薄膜干燥方法，其特征在于，在基底表面涂覆含有钙钛矿前驱体的湿膜的方法包括旋涂、刮刀涂布、挤出式狭缝涂布、卷对卷涂布、落帘涂布中任意一种薄膜涂覆方法。
7.一种太阳能电池，其特征在于，在所述太阳能电池结构中至少有一层薄膜层采用如权利要求1至6所述的薄膜干燥方法制备的。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105870340A (zh) * 2016-04-19 2016-08-17 苏州黎元新能源科技有限公司 一种钙钛矿薄膜的制备方法及其应用
CN106676631A (zh) * 2016-11-28 2017-05-17 昆明理工大学 一种制备abx3钙钛矿单晶薄膜的方法
CN111647944A (zh) * 2020-07-08 2020-09-11 吉林大学 一种卤化钙钛矿单晶、制备方法及其在制备x射线探测器中的应用

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104859291B (zh) * 2015-04-13 2017-12-29 京东方科技集团股份有限公司 一种干燥装置及其干燥方法
CN105870331B (zh) * 2016-04-19 2017-03-29 苏州黎元新能源科技有限公司 一种钙钛矿薄膜的制备方法及其用途
CN106395894B (zh) * 2016-11-23 2018-04-17 苏州黎元新能源科技有限公司 一种通过盖膜水解法制备薄膜材料的工艺
CN108360067A (zh) * 2018-02-26 2018-08-03 深圳大学 一种超薄二维PbI2单晶的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105870340A (zh) * 2016-04-19 2016-08-17 苏州黎元新能源科技有限公司 一种钙钛矿薄膜的制备方法及其应用
CN106676631A (zh) * 2016-11-28 2017-05-17 昆明理工大学 一种制备abx3钙钛矿单晶薄膜的方法
CN111647944A (zh) * 2020-07-08 2020-09-11 吉林大学 一种卤化钙钛矿单晶、制备方法及其在制备x射线探测器中的应用

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