CN112864330A - 一种钙钛矿前驱体溶液及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钙钛矿前驱体溶液的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)混合FAPbI3粉末与极性溶剂，得到中间前驱体溶液；(2)混合MAPbBr3单晶与步骤(1)所得中间前驱体溶液，得到钙钛矿前驱体溶液。本发明采用稳定性好且廉价易得的FAPbI3粉末与MAPbBr3单晶制备钙钛矿前驱体溶液，简化了制备流程，避免了原料的不稳定和前驱体老化现象，提升了成膜可重复性与器件效率。
Description
技术领域
本发明属于钙钛矿太阳能电池技术领域，涉及一种钙钛矿前驱体溶液，尤其涉及一种钙钛矿前驱体溶液及其制备方法与应用。
背景技术
钙钛矿太阳能电池是目前光电转化效率发展最为快速的新一代太阳能电池，相较于商业化的晶硅太阳能电池，其具有原材料廉价、可溶液加工、可大规模制备的优势，因此具有广阔的市场前景。
钙钛矿太阳能电池主要由作为吸光层的钙钛矿层、夹着钙钛矿层的电子/空穴传输层和最外层的阴/阳电极组成，各层可通过溶液法加工成薄膜。钙钛矿层是具有ABX3晶体结构的钙钛矿材料，A位主要由铯(Cs)离子、甲胺(MA)离子或甲脒(FA)离子取代，B位主要是铅(Pb)离子，X位为卤素离子，包括碘(I)离子、溴(Br)离子或氯(Cl)离子。目前，高效率的钙钛矿太阳能电池主要以FAPbI3为主要成分，但室温下FAPbI3容易转变为非钙钛矿的黄色相。为了加工得到具有强吸光能力的黑色相FAPbI3，往往需要在前驱体溶液中掺杂一些MAPbBr3。这种(FAPbI3)x(MAPbBr3)1-x(x为摩尔比)混合组分的前驱体主要由碘甲脒(FAI)、碘化铅(PbI2)、溴甲胺(MABr)和溴化铅(PbBr2)商业化产品混合得到。然而商业化的四组分原材料容易潮解，不能长时间在空气中保存；并且四组分混合得到的前驱体溶液往往受人为称量影响，化学计量比不准确，降低了钙钛矿薄膜的结晶性，容易析出杂质；此外，前驱体溶液受时间老化影响比较大，薄膜质量不可控，可重复性差，不利于商业化。
CN 111987218A公开了一种室温下制备的高效稳定钙钛矿薄膜、太阳能电池及其制备方法，通过将甲脒氢碘酸盐、碘化铅、甲胺氢溴酸盐、溴化铅和硫氰酸盐溶于混合溶剂，得到钙钛矿前驱体溶液，并将所述钙钛矿前驱体溶液在衬底上进行旋涂，制成了黑色相的α-FAPbI3钙钛矿薄膜。在高速旋涂过程中滴加反溶剂，形成了具有硫氰酸离子的中间相，由于硫氰酸根离子的不稳定性，不需要进行加热退火处理，中间相能够轻易被破坏，在室温条件下直接形成α-FAPbI3钙钛矿结构，有效降低了钙钛矿材料的制备能耗，有利于采用α-FAPbI3钙钛矿材料生产制备高效柔性钙钛矿太阳能电池，提高了太阳能电池的稳定性。然而所述发明使用的甲脒氢碘酸盐、碘化铅、甲胺氢溴酸盐、溴化铅和硫氰酸盐容易潮解，且对称量精度要求很高，成膜可重复性较差。
CN 106033796A公开了一种钙钛矿薄膜电池及其吸收层和吸收层制备方法，所述吸收层制备方法包括如下步骤：(1)制备钙钛矿前驱体溶液；(2)选取能够均匀分散在钙钛矿电池前驱体溶液中的碱金属盐作为添加剂；(3)将添加剂加入到钙钛矿前驱体溶液中得到混合物，再将混合物通过成膜方法制备得到吸收层。所述发明通过一步法直接制备钙钛矿吸收层，并且添加剂也是一步法加入到钙钛矿前驱体溶液中，操作简单，方便实现均相掺杂。然而所述发明引入了新的材料，提升了加工成本。
CN 111740015A公开了一种提升钙钛矿太阳能电池稳定性用钙钛矿前驱体溶液，将碘甲脒和碘化铯加入溶剂中，搅拌后加入溴甲胺、碘化铅与3,4-二氯苯胺，继续搅拌得到提升钙钛矿太阳能电池稳定性用钙钛矿前驱体溶液；将钙钛矿前驱体溶液旋涂于基底上，热退火得到钙钛矿薄膜，作为太阳能电池的吸光层。所述发明制备的钙钛矿前驱体溶液替换现有钙钛矿层，解决了现有钙钛矿成矿技术中存在的缺陷，提供了一种用于电池制备过程中对工艺环境要求低、制备方法便捷，且能实现在普通环境中保持很长时间性状稳定的钙钛矿稳定性提升手段。然而所述发明在钙钛矿前驱体中引入了3,4-二氯苯胺，不利于节约生产成本，且碘甲脒、碘化铯、溴甲胺与碘化铅对称量精度要求高，不利于商业化应用。
由此可见，如何提供一种钙钛矿前驱体溶液及其制备方法，简化制备流程，避免原料的不稳定和前驱体老化现象，提升成膜可重复性与器件效率，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钙钛矿前驱体溶液及其制备方法与应用，所述制备方法流程简单，避免了原料的不稳定和前驱体老化现象，提升了成膜可重复性与器件效率。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种钙钛矿前驱体溶液的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)混合FAPbI3粉末与极性溶剂，得到中间前驱体溶液；
(2)混合MAPbBr3单晶与步骤(1)所得中间前驱体溶液，得到钙钛矿前驱体溶液。
本发明中，所述制备方法采用稳定性好且廉价易得的FAPbI3粉末与MAPbBr3单晶制备钙钛矿前驱体溶液，加工方便，成膜稳定性好，缺陷少，薄膜置于空气中可保持3-5个月不发生分解，且光电转化效率相较于商业化四组分材料制备的钙钛矿太阳能电池最高可提升至20.5％，器件稳定性也有较大程度的提高。
优选地，步骤(1)所述极性溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜或γ-丁内酯中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括N,N-二甲基甲酰胺与二甲亚砜的组合，二甲亚砜与γ-丁内酯的组合，N,N-二甲基甲酰胺与γ-丁内酯的组合，或N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜与γ-丁内酯的组合。
优选地，步骤(1)所述中间前驱体溶液的FAPbI3浓度为1-2mol/L，例如可以是1mol/L、1.1mol/L、1.2mol/L、1.3mol/L、1.4mol/L、1.5mol/L、1.6mol/L、1.7mol/L、1.8mol/L、1.9mol/L或2mol/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述混合的温度为50-85℃，例如可以是50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃或85℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，步骤(1)所述混合的温度需保持在合理的范围内。当温度低于50℃时，FAPbI3粉末无法快速且充分溶解于极性溶剂中，造成溶解时间不必要地延长；当温度高于85℃时，粉末溶解的速度不再明显加快，且造成能源不必要地消耗，提升了生产成本。
优选地，步骤(1)所述混合还伴随着搅拌。
优选地，所述搅拌的速率为600-1000rpm，例如可以是600rpm、650rpm、700rpm、750rpm、800rpm、850rpm、900rpm、950rpm或1000rpm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述搅拌的时间为10-30min，例如可以是10min、12min、14min、16min、18min、20min、22min、24min、26min、28min或30min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述MAPbBr3单晶与步骤(1)所述FAPbI3粉末的摩尔比为(0.1-0.2):(0.8-0.9)，例如可以是0.1:0.9、0.15:0.85或0.2:0.8，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述混合的温度为50-85℃，例如可以是50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃或85℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，步骤(2)所述混合的温度需保持在合理的范围内。当温度低于50℃时，MAPbBr3单晶无法快速且充分溶解于中间前驱体溶液中，造成溶解时间不必要的延长；当温度高于85℃时，单晶溶解的速度不再明显加快，且造成能源不必要地消耗，提升了生产成本。
优选地，步骤(2)所述混合还伴随着搅拌。
优选地，所述搅拌的速率为600-1000rpm，例如可以是600rpm、650rpm、700rpm、750rpm、800rpm、850rpm、900rpm、950rpm或1000rpm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述搅拌的时间为10-30min，例如可以是10min、12min、14min、16min、18min、20min、22min、24min、26min、28min或30min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述混合之后还包括过滤。
优选地，所述过滤采用滤膜进行。
本发明中，所述滤膜的材质可以是聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚氯乙烯。
优选地，所述滤膜的平均孔径为0.2-0.3μm，例如可以是0.2μm、0.21μm、0.22μm、0.23μm、0.24μm、0.25μm、0.26μm、0.27μm、0.28μm、0.29μm或0.3μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述滤膜选用市面上较为常见的平均孔径为0.22μm的滤膜。
本发明中，所述过滤可去除钙钛矿前驱体溶液中的未溶解杂质，提高了前驱体溶液的均匀性和成膜质量。
作为本发明第一方面优选的技术方案，所述制备方法包括以下步骤：
(1)在50-85℃下，以600-1000rpm的速率搅拌10-30min混合FAPbI3粉末与极性溶剂，得到FAPbI3浓度为1-2mol/L的中间前驱体溶液；所述极性溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜或γ-丁内酯中的任意一种或至少两种的组合；
(2)在50-85℃下，以600-1000rpm的速率搅拌10-30min混合MAPbBr3单晶与步骤(1)所得中间前驱体溶液，采用平均孔径为0.2-0.3μm的滤膜进行过滤，得到钙钛矿前驱体溶液；所述MAPbBr3单晶与FAPbI3粉末的摩尔比为(0.1-0.2):(0.8-0.9)。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的制备方法制备得到的钙钛矿前驱体溶液。
本发明中，所述钙钛矿前驱体溶液相较于传统商业化材料制备的前驱体溶液，具备良好的空气稳定性，加工后可得到高结晶性的钙钛矿薄膜。
第三方面，本发明提供一种如第二方面所述的钙钛矿前驱体溶液在制备钙钛矿太阳能电池中的应用。
本发明中，所述钙钛矿前驱体溶液通过常规方法制备得到的钙钛矿太阳能电池相较于传统商业化四组分材料制备的钙钛矿太阳能电池的光电转化效率最高可提升至20.5％，器件稳定性也有较大程度的提高。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的钙钛矿前驱体溶液的制备方法采用FAPbI3粉末与MAPbBr3单晶，原料成本低，空气稳定性好，不需额外的添加剂，简化了操作流程；
(2)本发明提供的钙钛矿前驱体溶液成膜稳定性好，缺陷少，薄膜置于空气中可保持3-5个月不发生分解；
(3)本发明提供的钙钛矿前驱体溶液通过常规方法制备得到的钙钛矿太阳能电池相较于传统商业化四组分材料制备的钙钛矿太阳能电池的光电转化效率最高可提升至20.5％，且器件稳定性也有较大程度的提高，连续使用60天后归一化效率仅降至85％。
附图说明
图1是应用例1-3所得钙钛矿薄膜的紫外-可见-近红外吸收光谱图；
图2是应用例1-3所得钙钛矿薄膜的X射线衍射图；
图3是应用例1与对比应用例1所得钙钛矿薄膜的X射线衍射图；
图4是应用例1与对比应用例1所得钙钛矿太阳能电池在1个标准太阳光照射下测试的I-V曲线图；
图5是应用例1与对比应用例1所得钙钛矿太阳能电池的器件稳定性衰减曲线图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种钙钛矿前驱体溶液及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)在65℃下，以800rpm的速率搅拌20min混合753.2mg的FAPbI3粉末与极性溶剂，得到FAPbI3浓度为1.5mol/L的中间前驱体溶液；所述极性溶剂的组成为：80％N,N-二甲基甲酰胺+20％二甲亚砜(V/V)；
(2)在65℃下，以800rpm的速率搅拌20min混合100.6mg的MAPbBr3单晶与步骤(1)所得中间前驱体溶液，采用平均孔径为0.22μm的聚四氟乙烯滤膜进行过滤，得到钙钛矿前驱体溶液。
本实施例中，所述MAPbBr3单晶与FAPbI3粉末的摩尔比为0.15:0.85。
实施例2
本实施例提供一种钙钛矿前驱体溶液及其制备方法，所述制备方法中除了将所述MAPbBr3单晶与FAPbI3粉末的摩尔比改为0.2:0.8，也就是将步骤(1)所述FAPbI3粉末的质量改为708.8mg，将步骤(2)所述MAPbBr3单晶的质量改为134.1mg，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
实施例3
本实施例提供一种钙钛矿前驱体溶液及其制备方法，所述制备方法中除了将所述MAPbBr3单晶与FAPbI3粉末的摩尔比改为0.1:0.9，也就是将步骤(1)所述FAPbI3粉末的质量改为797.5mg，将步骤(2)所述MAPbBr3单晶的质量改为67.1mg，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
实施例4
本实施例提供一种钙钛矿前驱体溶液及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)在50℃下，以600rpm的速率搅拌30min混合753.2mg的FAPbI3粉末与极性溶剂，得到FAPbI3浓度为1mol/L的中间前驱体溶液；所述极性溶剂的组成为：70％二甲亚砜+30％γ-丁内酯(V/V)；
(2)在50℃下，以600rpm的速率搅拌30min混合100.6mg的MAPbBr3单晶与步骤(1)所得中间前驱体溶液，采用平均孔径为0.22μm的聚偏氟乙烯滤膜进行过滤，得到钙钛矿前驱体溶液。
本实施例中，所述MAPbBr3单晶与FAPbI3粉末的摩尔比为0.15:0.85。
实施例5
本实施例提供一种钙钛矿前驱体溶液及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)在85℃下，以1000rpm的速率搅拌10min混合753.2mg的FAPbI3粉末与极性溶剂，得到FAPbI3浓度为2mol/L的中间前驱体溶液；所述极性溶剂的组成为：90％N,N-二甲基甲酰胺+10％γ-丁内酯(V/V)；
(2)在85℃下，以1000rpm的速率搅拌10min混合100.6mg的MAPbBr3单晶与步骤(1)所得中间前驱体溶液，采用平均孔径为0.22μm的聚氯乙烯滤膜进行过滤，得到钙钛矿前驱体溶液。
本实施例中，所述MAPbBr3单晶与FAPbI3粉末的摩尔比为0.15:0.85。
实施例6
本实施例提供一种钙钛矿前驱体溶液及其制备方法，所述制备方法中除了将步骤(1)所述混合的温度改为90℃，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
实施例7
本实施例提供一种钙钛矿前驱体溶液及其制备方法，所述制备方法中除了将步骤(2)所述混合的温度改为90℃，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
实施例8
本实施例提供一种钙钛矿前驱体溶液及其制备方法，所述制备方法中除了将步骤(1)所述极性溶剂改为N,N-二甲基甲酰胺，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
实施例9
本实施例提供一种钙钛矿前驱体溶液及其制备方法，所述制备方法中除了将步骤(1)所述极性溶剂改为二甲亚砜，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
实施例10
本实施例提供一种钙钛矿前驱体溶液及其制备方法，所述制备方法中除了将步骤(1)所述极性溶剂改为γ-丁内酯，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
对比例1
本对比例提供一种钙钛矿前驱体溶液及其制备方法，所述制备方法具体为：
在65℃下，以800rpm的速率搅拌20min混合204.6mg的FAI、548.6mg的PbI2、23.5mg的MABr、77mg的PbBr2与极性溶剂，采用平均孔径为0.22μm的聚四氟乙烯滤膜进行过滤，得到钙钛矿前驱体溶液；所述极性溶剂的组成为：80％N,N-二甲基甲酰胺+20％二甲亚砜(V/V)。
应用例1
本应用例应用实施例1提供的钙钛矿前驱体溶液制备钙钛矿太阳能电池，制备方法包括以下步骤：
(1)配制溶液，具体分为：
(A)电子传输层：[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯的氯苯溶液，浓度是20mg/mL；
(B)钙钛矿活性层：实施例1提供的钙钛矿前驱体溶液；
(C)空穴传输层：聚三苯胺的氯苯溶液，浓度是2mg/mL；
(2)制备电池，具体分为：
(D)清洗导电玻璃：使用洗洁精擦拭ITO玻璃，依次用去离子水、丙酮和异丙醇在超声机中洗涤，每次超声时间为20min；使用之前经过氮气吹干，等离子体清洗机中处理2min后放入手套箱中进行后续步骤；
(E)制备空穴传输层：利用旋涂仪，取50μL空穴传输层的溶液在基底上进行旋涂，转速为6000rpm，旋涂时间为30s；旋涂结束后立刻将基底转移至热盘上进行退火，退火的温度为100℃，退火时间为10min；
(F)制备钙钛矿层：利用旋涂仪，取70μL钙钛矿前驱体溶液在基底上进行旋涂，转速为1000rpm(10s)与5000rpm(30s)；在1000rpm转速过程中利用200μL的甲苯反溶剂对钙钛矿薄膜进行处理，以获得高质量的钙钛矿薄膜，旋涂结束后立刻将基底转移至热盘上进行退火，退火的温度为100℃，退火时间为20min；
(G)制备电子传输层：利用旋涂仪，取50μL电子传输层的溶液在基底上进行旋涂，转速为1000rpm，旋涂时间为45s；
(H)制备阴极界面层：利用热蒸镀仪，在5×10-4Pa真空度下进行蒸镀，形成厚度为8nm的阴极界面层；
(I)制备银电极：利用热蒸镀仪，在5×10-4Pa真空度下进行蒸镀，形成厚度为100nm的银电极。
本应用例所得钙钛矿薄膜的紫外-可见-近红外吸收光谱见图1(x＝0.85)。
本应用例所得钙钛矿薄膜的X射线衍射见图2(x＝0.85)与图3。
本应用例所得钙钛矿太阳能电池在1个标准太阳光照射下测试的I-V曲线见图4。
本应用例所得钙钛矿太阳能电池的器件稳定性见图5。
本应用例所得钙钛矿太阳能电池的光伏性能测试见表1。
应用例2
本应用例应用实施例2提供的钙钛矿前驱体溶液制备钙钛矿太阳能电池，制备方法中除了将步骤(B)所述钙钛矿活性层的溶液改为实施例2提供的钙钛矿前驱体溶液，其余条件均与应用例1相同，故在此不做赘述。
本应用例所得钙钛矿薄膜的紫外-可见-近红外吸收光谱见图1(x＝0.8)。
本应用例所得钙钛矿薄膜的X射线衍射见图2(x＝0.8)。
应用例3
本应用例应用实施例3提供的钙钛矿前驱体溶液制备钙钛矿太阳能电池，制备方法中除了将步骤(B)所述钙钛矿活性层的溶液改为实施例3提供的钙钛矿前驱体溶液，其余条件均与应用例1相同，故在此不做赘述。
本应用例所得钙钛矿薄膜的紫外-可见-近红外吸收光谱见图1(x＝0.9)。
本应用例所得钙钛矿薄膜的X射线衍射见图2(x＝0.9)。
对比应用例1
本对比应用例应用对比例1提供的钙钛矿前驱体溶液制备钙钛矿太阳能电池，制备方法中除了将步骤(B)所述钙钛矿活性层的溶液改为对比例1提供的钙钛矿前驱体溶液，其余条件均与应用例1相同，故在此不做赘述。
本对比应用例所得钙钛矿薄膜的X射线衍射见图3。
本对比应用例所得钙钛矿太阳能电池在1个标准太阳光照射下测试的I-V曲线见图4。
本对比应用例所得钙钛矿太阳能电池的器件稳定性见图5。
本对比应用例所得钙钛矿太阳能电池的光伏性能测试见表1。
利用紫外-可见-近红外分光光度计对应用例1-3提供的钙钛矿薄膜进行测试，通过吸收边位置可计算出薄膜的光学带隙，以FAPbI3为主体的钙钛矿薄膜光学带隙数值越小，越适合作为钙钛矿太阳能电池的吸光层。
由图1可知，吸收边起始位置从右至左依次为应用例3、应用例1与应用例2提供的钙钛矿薄膜，表明随着FAPbI3粉末摩尔比的增加，所得钙钛矿薄膜的光学带隙逐渐变窄。
由图2可知，随着FAPbI3粉末摩尔比的增加，所得钙钛矿薄膜的结晶性逐渐降低。
由图3可知，相较于对比应用例1，应用例1所得钙钛矿薄膜没有杂峰，相纯度更高，薄膜结晶性更好。
表1
结合图4与表1可知，相较于对比应用例1，应用例1所得钙钛矿太阳能电池的各项光伏参数，如开路电压(Voc)、短路电流(Jsc)和填充因子(FF)均有明显提升，最终使得器件的光电转化效率(PCE)大幅度提升，且最高可达20.5％。
由图5可知，相较于对比应用例1，应用例1所得钙钛矿太阳能电池的器件稳定性明显提升，连续使用60天后归一化效率仅降至85％。
综合以上表征结果可知，随着FAPbI3粉末摩尔比的增加，所得钙钛矿薄膜的光学带隙逐渐变窄，薄膜结晶性逐渐降低，当MAPbBr3单晶与FAPbI3粉末的摩尔比为0.15:0.85时，薄膜结晶质量达到最好状态；此外，使用本发明中FAPbI3粉末和MAPbBr3单晶配制的前驱体溶液对太阳能电池性能影响较大，相较于目前商业化的四组分前驱体溶液制备的光伏器件，效率和稳定性都有明显提升，这主要是由于改善钙钛矿薄膜的结晶性引起的。
由此可见，本发明提供的钙钛矿前驱体溶液的制备方法采用FAPbI3粉末与MAPbBr3单晶，原料成本低，空气稳定性好，不需额外的添加剂，简化了操作流程；所述钙钛矿前驱体溶液成膜稳定性好，缺陷少，薄膜置于空气中可保持3-5个月不发生分解；此外，所述钙钛矿前驱体溶液通过常规方法制备得到的钙钛矿太阳能电池相较于传统商业化电池的光电转化效率最高可提升至20.5％，且器件稳定性也有较大程度的提高，连续使用60天后归一化效率仅降至85％。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种钙钛矿前驱体溶液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)混合FAPbI3粉末与极性溶剂，得到中间前驱体溶液；
(2)混合MAPbBr3单晶与步骤(1)所得中间前驱体溶液，得到钙钛矿前驱体溶液。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述极性溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜或γ-丁内酯中的任意一种或至少两种的组合。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述中间前驱体溶液的FAPbI3浓度为1-2mol/L。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合的温度为50-85℃；
优选地，步骤(1)所述混合还伴随着搅拌；
优选地，所述搅拌的速率为600-1000rpm；
优选地，所述搅拌的时间为10-30min。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述MAPbBr3单晶与步骤(1)所述FAPbI3粉末的摩尔比为(0.1-0.2):(0.8-0.9)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述混合的温度为50-85℃；
优选地，步骤(2)所述混合还伴随着搅拌；
优选地，所述搅拌的速率为600-1000rpm；
优选地，所述搅拌的时间为10-30min。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述混合之后还包括过滤；
优选地，所述过滤采用滤膜进行；
优选地，所述滤膜的平均孔径为0.2-0.3μm。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)在50-85℃下，以600-1000rpm的速率搅拌10-30min混合FAPbI3粉末与极性溶剂，得到FAPbI3浓度为1-2mol/L的中间前驱体溶液；所述极性溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜或γ-丁内酯中的任意一种或至少两种的组合；
(2)在50-85℃下，以600-1000rpm的速率搅拌10-30min混合MAPbBr3单晶与步骤(1)所得中间前驱体溶液，采用平均孔径为0.2-0.3μm的滤膜进行过滤，得到钙钛矿前驱体溶液；所述MAPbBr3单晶与FAPbI3粉末的摩尔比为(0.1-0.2):(0.8-0.9)。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的钙钛矿前驱体溶液。
10.一种如权利要求9所述的钙钛矿前驱体溶液在制备钙钛矿太阳能电池中的应用。
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