CN116615079A - 钙钛矿薄膜及其制备方法和钙钛矿太阳能电池 - Google Patents

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CN116615079A CN202310743570.9A CN202310743570A CN116615079A CN 116615079 A CN116615079 A CN 116615079A CN 202310743570 A CN202310743570 A CN 202310743570A CN 116615079 A CN116615079 A CN 116615079A
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Abstract

本申请提供了一种钙钛矿薄膜及其制备方法和钙钛矿太阳能电池。本申请提供的钙钛矿薄膜的材料包括钙钛矿前驱体和添加剂,本申请提供的钙钛矿薄膜通过在材料中添加同时兼具亲电基团和亲核基团的添加剂,利用亲电基团和亲核基团来弥补钙钛矿晶体结构的离子空位,与钙钛矿中的阴离子或阳离子相互作用,并富集在晶界和钙钛矿表面,并通过卤素离子促进钙钛矿晶粒的生产的同时促进异质结界面上的载流子传输,进而有效提高钙钛矿的晶粒尺寸,钝化晶界和表面缺陷,抑制离子迁移,提高电荷传输,提高钙钛矿太阳能电池的稳定性。

Description

钙钛矿薄膜及其制备方法和钙钛矿太阳能电池
技术领域
本发明涉及钙钛矿太阳能电池技术领域,具体而言,涉及一种钙钛矿薄膜及其制备方法和钙钛矿太阳能电池。
背景技术
钙钛矿薄膜中晶粒的尺寸和生长方向以及晶界缺陷密度的调控可以有效提升钙钛矿太阳能电池的能量转换效率(PCE)。目前,钙钛矿晶粒尺寸的主要调控方式为热退火,通过改变退火温度来调节溶剂的挥发速度,从而控制钙钛矿薄膜的结晶过程。另外,通过溶剂蒸气后处理,也可以进一步调节钙钛矿薄膜的结晶。
但是传统的结晶调控方式只能够最大限度地控制晶粒的尺寸,并不能够有效低晶界处的缺陷,以及提高钙钛矿吸光层中和界面处的电荷传出。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种钙钛矿薄膜及其制备方法和钙钛矿太阳能电池,以解决传统的钙钛矿薄膜的结晶调控方式只能够最大限度地控制晶粒的尺寸,并不能够有效降低晶界出的缺陷以及提高钙钛矿吸光层中和界面处的电荷输出的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种钙钛矿薄膜,该钙钛矿薄膜的材料包括钙钛矿前驱体和添加剂,该添加剂具有如下式(I)所示结构:
其中,X为卤素,R1、R2、R3、R4各自独立地选自H、氘、卤素、羧基、硝基、羟基、取代或未取代的C1~C10的烷基、取代或未取代的C3~C10的环烷基、取代或未取代的C4~C10的环烷基烷基、C4~C20的烷基环烷基;R5、R6、R7各自独立地选自直接键、取代或未取代的C1~C10的亚烷基、取代或未取代的C3~C10的亚环烷基、取代或未取代的C4~C20的亚环烷基烷基、C4~C20的亚烷基环烷基
进一步地,R1、R2、R3、R4各自独立地选自H、氘、卤素、羧基、硝基、羟基、取代或未取代的C1~C6的烷基、取代或未取代的C3~C6的环烷基、取代或未取代的C4~C6的环烷基烷基。
进一步地,R1、R2、R3、R4各自独立地选自H、取代或未取代的C1~C4的烷基、取代或未取代的C3~C4的环烷基、取代或未取代的C4的环烷基烷基、取代或未取代的C4的烷基环烷基。
进一步地,R5、R6、R7各自独立地选自直接键、取代或未取代的C1~C6的亚烷基、取代或未取代的C3~C6的亚环烷基、取代或未取代的C4~C6的亚环烷基烷基、C4~C6的亚烷基环烷基。
进一步地,R5、R6、R7各自独立地选自直接键、取代或未取代的C1~C4的亚烷基、C3~C4的亚环烷基、C4的亚环烷基烷基、C4的亚烷基环烷基。
进一步地,X选自Cl、Br中的至少一种,优选为Cl。
进一步地,钙钛矿前驱体的结构式为ABX’3,其中,A为一价阳离子,B为二价阳离子,X’为一价阴离子。
进一步地,A选自钾、铯、铷、甲胺基或甲脒基中的至少一种阳离子;
和/或,所述B选自铅、锡或锗中的至少一种阳离子;
和/或,所述X’选自卤素元素、类卤素元素中的至少一种阴离子。
进一步地,钙钛矿薄膜的材料中,添加剂与钙钛矿前驱体的摩尔比为0.01~0.1:1.0~2.0。
为了实现上述目的,根据本发明的另一个方面,提供了一种钙钛矿薄膜的制备方法,该制备方法包括以下步骤:步骤S1,将钙钛矿前驱体和添加剂分散在溶剂中,得到钙钛矿墨水;步骤S2,将钙钛矿墨水刮涂在基板上,得到钙钛矿湿膜;步骤S3,将钙钛矿湿膜中的溶剂去除,形成钙钛矿干膜;步骤S4,将钙钛矿干膜加热,得到钙钛矿薄膜。
进一步地,步骤S1中,钙钛矿墨水中,将钙钛矿前驱体的摩尔浓度为1.0~2.0mmol/mL;和/或,添加剂的摩尔浓度为0.01~0.1mmol/L。
根据本发明的第三个方面,还提供了一种该钛矿电池,该钙钛矿电池包括上述第一方面提供的任一种钙钛矿薄膜。
应用本发明申请的技术方案,本申请提供的钙钛矿薄膜通过在材料中添加同时兼具亲电基团和亲核基团的添加剂,利用亲电基团和亲核基团来弥补钙钛矿晶体结构的离子空位,与钙钛矿中的阴离子或阳离子相互作用,并富集在晶界和钙钛矿表面,并通过卤素离子促进钙钛矿晶粒的生产的同时促进异质结界面上的载流子传输,进而有效提高钙钛矿的晶粒尺寸,钝化晶界和表面缺陷,抑制离子迁移,提高电荷传输,提高钙钛矿太阳能电池的稳定性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了本申请实施例1提供的钙钛矿薄膜的横截面扫描电镜图;
图2示出了本申请对比例1提供的钙钛矿薄膜的横截面扫描电镜图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合实施例来详细说明本发明。
如本申请背景技术所分析的,传统的钙钛矿薄膜结晶调控方式存在只能够最大限度地控制晶粒的尺寸,并不能够有效降低晶界出的缺陷以及提高钙钛矿吸光层中和界面处的电荷输出的问题。为了解决该问题,本申请提供了一种钙钛矿薄膜及其制备方法和钙钛矿太阳能电池。
在本申请的一种典型实施方式中,提供了一种钙钛矿薄膜,该钙钛矿薄膜的材料中含有添加剂,该添加剂具有如下式(I)所示结构:
其中,X为卤素,R1、R2、R3、R4各自独立地选自H、取代或未取代的C1~C10的烷基、取代或未取代的C3~C10的环烷基、取代或未取代的C4~C10的环烷基烷基、C4~C20的烷基环烷基;R5、R6、R7各自独立地选自直接键、取代或未取代的C1~C10的亚烷基、取代或未取代的C3~C10的亚环烷基、取代或未取代的C4~C20的亚环烷基烷基、C4~C20的亚烷基环烷基。
在本申请中,「取代或未经取代的」中的「取代的」表示在某个官能基中的氢原子系经另一个原子或基团(即取代基)置换。该类取代基各自独立地选自由下列所组成群组中的至少一个:氘、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、氰基、二-(C1-C10)烷基胺基、C1-C10烷基、羧基、硝基及羟基。此外,本文中的碳原子数范围可自下限值扩展至上限值,例如C1-C10系指碳原子数可为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。
在本申请中,烷基包括直链烷基或支链烷基,亚烷基包括直链亚烷基或支链亚烷基。
本申请提供的钙钛矿薄膜通过在材料中添加同时兼具亲电基团和亲核基团的添加剂,利用亲电基团和亲和基团来弥补钙钛矿晶体结构的离子空位,与钙钛矿中的阴离子或阳离子相互作用,并富集在晶界和钙钛矿表面,并通过卤素离子促进钙钛矿晶粒的生产的同时促进异质结界面上的载流子传输,进而有效提高钙钛矿的晶粒尺寸,钝化晶界和表面缺陷,抑制离子迁移,提高电荷传输,提高钙钛矿太阳能电池的稳定性。
在本申请的一些实施例中,为了进一步提高添加剂与钙钛矿晶粒之间的相互作用,优选R1、R2、R3、R4各自独立地选自H、氘、卤素、羧基、硝基、羟基、取代或未取代的C1~C6的烷基、取代或未取代的C3~C6的环烷基、取代或未取代的C4~C6的环烷基烷基。尤其是当R1、R2、R3、R4各自独立地选自H、取代或未取代的C1~C4的烷基、C3~C4的环烷基、C4的环烷基烷基、C4的烷基环烷基时,添加剂与钙钛矿晶粒之间的相互作用更强。
上述C1~C4的烷基包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基或异丁基等。
在本申请的另一些实施例中,为了进一步提高添加剂与钙钛矿晶粒之间相互作用,优选R5、R6、R7各自独立地选自直接键、取代或未取代的C1~C6的亚烷基、取代或未取代的C3~C6的亚环烷基、取代或未取代的C4~C6的亚环烷基烷基、C4~C6的亚烷基环烷基,尤其是当R5、R6、R7各自独立地选自直接键、取代或未取代的C1~C4的亚烷基、C3~C4的亚环烷基、C4的亚环烷基烷基、C4的亚烷基环烷基时,添加剂与钙钛矿晶粒之间的相互作用更强。
在本申请的其它一些实施例中,式(I)中,X选自Cl、Br中的任意一种,尤其是当X为Cl时,更利于与钙钛矿前驱体溶液中的阳离子(如MA离子)相结合,并在退火过程中从体系中挥发掉,进而促进钙钛矿晶粒的生长,提高钙钛矿的晶粒尺寸。
在本申请的第二种典型实施方式中,上述第一种实施方式中提供的式(I)所示结构的添加剂按照以下步骤制备得到:将式(II)所示化合物的溶液中通入过量的HX,反应结束后,除去溶剂,得到式(I)所示结构的添加剂。
上述式(II)中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、X各自具有式(I)中的相同含义,在此不再赘述。
上述式(II)所示化合物的溶液中的溶剂为可以溶于有机类的极性溶剂,如乙醇、异丙醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等。
为了进一步提高上述钙钛矿薄膜的综合性能,在一些实施例中,优选添加剂与钙钛矿前驱体的摩尔比为0.01~0.05:1.0~2.0(如添加剂与钙钛矿前驱体的摩尔比如为0.01:1.0、0.02:1.0、0.03:1.0、0.04:1.0、0.05:1.0、0.01:1.5、0.02:1.5、0.03:1.5、0.04:1.5、0.05:1.5、0.01:2.0、0.02:2.0、0.03:2.0、0.04:2.0、0.05:2.0)。
本申请中,钙钛矿前驱体的结构式为ABX3,其中A为一价阳离子,包括但不限于钾、铯、铷、甲胺基或甲脒基中的任意一种一价阳离子或两种以上一价阳离子形成的混合一价阳离子;B为二价阳离子,包括但不限于铅、锡或锗中的任意一种二价阳离子或两种以上二价阳离子形成的混合阳离子;X为一价阴离子,包括但不限于卤素、类卤素中的任意一种一价阴离子,卤素如氯、溴或碘离子等,类卤素元素如硫氰酸根、甲酸根或四氟硼酸根等。
在本申请的第二种典型实施方式中,还提供了上述钙钛矿薄膜的制备方法,该制备方法包括以下步骤:步骤S1,将钙钛矿前驱体和添加剂分散在溶剂中,得到钙钛矿墨水;步骤S2,将钙钛矿墨水刮涂在基板上,得到钙钛矿湿膜;步骤S3,将钙钛矿湿膜依次进行反溶剂处理和退火处理,得到钙钛矿薄膜。
本申请提供的钙钛矿薄膜的制备方法通过将钙钛矿前驱体和添加剂分散在溶剂中形成,再将钙钛矿墨水通过刮涂的方式成膜,工艺更简单,操作更方便,同时制备得到的钙钛矿薄膜具备更为优异的结晶质量和稳定性,有利于钙钛矿太阳能电池的大规模生产。
为了进一步提高钙钛矿膜的结晶质量,在一些实施例中,优选钙钛矿前驱体的摩尔浓度为1.0~2.0mmol/mL,如1.0mmol/mL、1.2mmol/mL、1.5mmol/mL、1.8mmol/mL、2.0mmol/mL或任意两个数值组成的范围值。在另一些实施例中,优选添加剂的摩尔浓度为0.01~0.05mmol/mL,如0.01mmol/mL、0.02mmol/mL、0.03mmol/mL、0.04mmol/mL、0.05mmol/mL或任意两个数值组成的范围值。
上述步骤S1中,为了促进溶质钙钛矿前驱体的分散,优选该溶剂为有机溶剂,尤其是当选择二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、γ-丁内酯GBL、γ-戊内酯E中的任意一种或两种以上有机溶剂形成的混合溶剂时,其更利于钙钛矿前驱体的分散。
上述基板一般为透明导电基板,其材料优选为FTO氟掺氧化锡、ITO铟掺氧化锡、AZO铝掺氧化锌、ATO铝掺氧化锡、IGO铟掺氧化镓中的至少一种。
上述步骤S3中,为了进一步提高反溶剂处理的效率,优选进行反溶剂处理的反溶剂选自异丙醇、氯苯、甲苯、乙醚或苯甲醚中的任意一种或至少两种形成的混合溶剂。
步骤S3中,为了制备得到结晶质量优异的钙钛矿薄膜,在本申请的一些实施例中,退火处理的温度为100~180℃(如100℃、120℃、150℃、180℃或任意两个数值组成的范围值),时间为5~15min(如5min、8min、10min、12min、15min或任意两个数值组成的范围值)。退火温度过高或过低均不利于形成均匀分散的晶体,时间过长或过短均不利于提高钙钛矿薄膜的结晶质量。
在本申请的第三种典型实施方式中,还提供了一种钙钛矿太阳能电池,该钙钛矿太阳能电池包括上述第二种典型实施方式中提供的任一种钙钛矿薄膜。
本申请提供的钙钛矿太阳能电池通过采用本申请提供的钙钛矿薄膜具备更为优异的稳定性,更有利于提高钙钛矿太阳能电池的光电性能。
下面将结合实施例和对比例进一步说明本申请的有益效果。
实施例1
本实施例提供了一种钙钛矿薄膜,厚度为650nm,该钙钛矿薄膜的材料为钙钛矿前驱体和式(1)所示结构添加剂,且两者的摩尔比为1.0:0.015。
该钙钛矿薄膜的制备方法为:
(1)采用CsI、PbI2、FAI、MACl制备钙钛矿前驱体溶液,溶剂采用DMF和DMSO混合溶剂(两者质量比为4:1),随后在该溶液中加入添加剂,混合均匀后,得到钙钛矿墨水;
(2)在湿度为15±5%的空气环境中,将钙钛矿墨水利用旋涂法旋涂于ITO玻璃基板上,旋涂条件为2000rpm,40s,然后5000rpm,20s,得到钙钛矿湿膜。
(3)在旋涂工艺结束前15s,将200μL的氯苯滴入衬底中心进行反溶剂处理。旋涂停止后,立即将基板转移到100℃的加热板上,并退火15分钟,得到该钙钛矿薄膜。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于,添加剂采用式如下所示结构的化合物。
其中,R1、R2、R3、R4各自独立地选自H,R5、R6、R7各自独立地选自亚甲基,X为Cl。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于,添加剂采用式如下所示结构的化合物。
其中,R1、R3各自独立地为甲基、R2、R4各自独立地选自H,R5、R6、R7各自独立地选自亚乙基,X为Cl。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处在于,添加剂采用式如下所示结构的化合物。
其中,R1、R2、R3、R4各自独立地选自H,R5、R6、R7各自独立地选自亚甲基,X为Br。
实施例5
本实施例与实施例1的不同之处在于,添加剂采用式如下所示结构的化合物。
其中,R1、R2、R3、R4各自独立地选自H,R5、R6、R7各自独立地选自异丁基,X为Cl。
实施例6
本实施例与实施例1得不同之处在于,钙钛矿薄膜的材料中,钙钛矿前驱体与添加剂的摩尔比为2.0:0.01。
实施例7
本实施例与实施例1的不同之处在于,钙钛矿薄膜的材料中,钙钛矿前驱体与添加剂的摩尔比为1.0:0.05。
实施例8
本实施例与实施例1的不同之处在于,钙钛矿薄膜的材料中,钙钛矿前驱体与添加剂的摩尔比为2.0:0.005。
实施例9
本实施例与实施例1的不同之处在于,钙钛矿薄膜的材料中,钙钛矿前驱体与添加剂的摩尔比为1.0:0.1。
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处在于,钙钛矿薄膜的材料中,未加入添加剂。
对比例2
本对比例与实施例1的不同之处在于,钙钛矿薄膜的材料中,加入的添加剂为1,3-苯二胺。
对比例3
本对比例与实施例1的不同之处在于,钙钛矿薄膜的材料中,加入的添加剂为三聚氰胺。
对比例4
本对比例与实施例1的不同之处在于,钙钛矿薄膜的材料中,加入的添加剂为HBr。
试验例1
将实施例和对比例提供的钙钛矿薄膜分别采用扫描电镜观察晶粒尺寸以及晶界缺陷,所结果如下表1所示。
表1
图1示出了本申请实施例1提供的钙钛矿薄膜的横截面扫描电镜图;图2示出了本申请对比例1提供的钙钛矿薄膜的横截面扫描电镜图;如图1和图2所示,从图1可以看出,实施例1提供的钙钛矿薄膜中晶粒的平均尺寸为820nm,而对比例1提供的钙钛矿薄膜中晶粒的平均尺寸为460nm,这说明实施例1中通过添加如式(M1)所示结构的添加剂有效促进了晶粒的生长。
试验例2
分别将上述实施例和对比例提供的钙钛矿薄膜应用于钙钛矿太阳能电池中作为光活性层,然后分别采用光谱分布AM1.5G、光照强度为100mW/cm2的Oriel 300W太阳光模拟器作光源测定各太阳能电池的光电性能,结果如下表2所示。
其中,该钙钛矿太阳能电池包括从下至上依次层叠设置的衬底层、ITO透明导电阴极层、空穴传输层、光活性层、钝化层、电子传输层、界面层、金属阳极层,其中,光活性层为钙钛矿薄膜,厚度为656nm,衬底层为ITO玻璃,厚度为1.1mm;导电阴极层为ITO玻璃表面进行刻蚀形成的条状ITO,厚度150nm;空穴传输层的材料为2PACz(2-(9H-咔唑-9-基)乙基)膦酸),厚度为100nm;钝化层的材料为PEAI(苯乙胺碘盐),厚度为2nm;电子传输层的材料为PCBM[(6,6)-苯基-C61丁丁酸甲酯],厚度为50nm;界面层的材料为BCP(溴甲酚紫钠盐),厚度为5nm;金属阳极层的材料为Ag,厚度为100nm。
该太阳能电池按照以下步骤制备得到:
(1)将ITO玻璃分别用洗洁精水、去离子水、丙酮、异丙醇溶液超声清洗15分钟,吹干待用。
(2)将洗净的ITO玻璃等离子处理10分钟,形成条状ITO(即导电阴极层)。
(3)在处理后的ITO玻璃上制备空穴传输层,将浓度为1mg/mL的2PACz乙醇溶液旋涂在ITO上,旋涂条件为5000rpm,30s,100℃下干燥10min。
(4)空穴传输层上制备钙钛矿薄膜,采用CsI、PbI2、FAI、MACl制备钙钛矿前驱体溶液,溶剂采用DMF和DMSO混合溶剂(两者质量比为4:1),并可选的在该溶液中添加剂,混合均匀后,得到钙钛矿墨水。将钙钛矿墨水利用旋涂法旋涂于空穴传输层上,旋涂条件为2000rpm,40s,然后5000rpm,20s。在旋涂工艺结束前15s,将200μL的氯苯滴入衬底中心进行反溶剂处理。旋转停止后,立即将基板转移到100℃的加热板上,并退火15分钟。
(5)在上述钙钛矿薄膜表面制备钝化层,将1.25mg mL-1的PEAI异丙醇溶液旋涂到钙钛矿薄膜表面,旋涂条件为6000rpm 30s。
(6)在上述制备的钝化层上制备电子传输层,利用旋涂工艺,将15mg/mL的PCBM的氯苯溶液,以2500rpm,30s的条件沉积到钝化层上。
(7)在上述制备的PCBM薄膜上制备界面层,利用旋涂工艺,将BCP沉积在PCBM上形成BCP薄膜(界面层),随后在100℃的温度下退火10分钟。
(8)最后,利用真空热沉积方法,在界面层表面沉积Ag电极,得到该钙钛矿太阳能电池,且该钙钛矿太阳能电池的有效面积为4mm2
表2
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:应用本发明申请的技术方案,本申请提供的钙钛矿薄膜通过在材料中添加同时兼具亲电基团和亲核基团的添加剂,利用亲电基团和亲核基团来弥补钙钛矿晶体结构的离子空位,与钙钛矿中的阴离子或阳离子相互作用,并富集在晶界和钙钛矿表面,并通过卤素离子促进钙钛矿晶粒的生产的同时促进异质结界面上的载流子传输,进而有效提高钙钛矿的晶粒尺寸,钝化晶界和表面缺陷,抑制离子迁移,提高电荷传输,提高钙钛矿太阳能电池的稳定性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钙钛矿薄膜,其特征在于,所述钙钛矿薄膜的材料包括钙钛矿前驱体和添加剂,所述添加剂具有如下式(I)所示结构:
其中,X为卤素,R1、R2、R3、R4各自独立地选自H、氘、卤素、羧基、硝基、羟基、取代或未取代的C1~C10的烷基、取代或未取代的C3~C10的环烷基、取代或未取代的C4~C10的环烷基烷基、C4~C20的烷基环烷基;R5、R6、R7各自独立地选自直接键、取代或未取代的C1~C10的亚烷基、取代或未取代的C3~C10的亚环烷基、取代或未取代的C4~C20的亚环烷基烷基、C4~C20的亚烷基环烷基。
2.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜,其特征在于,所述R1、所述R2、所述R3、所述R4各自独立地选自H、氘、卤素、羧基、硝基、羟基、取代或未取代的C1~C6的烷基、取代或未取代的C3~C6的环烷基、取代或未取代的C4~C6的环烷基烷基;
优选地,所述R1、所述R2、所述R3、所述R4各自独立地选自H、取代或未取代的C1~C4的烷基、取代或未取代的C3~C4的环烷基、取代或未取代的C4的环烷基烷基、取代或未取代的C4的烷基环烷基。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜,其特征在于,所述R5、所述R6、所述R7各自独立地选自直接键、取代或未取代的C1~C6的亚烷基、取代或未取代的C3~C6的亚环烷基、取代或未取代的C4~C6的亚环烷基烷基、C4~C6的亚烷基环烷基;
优选地,所述R5、所述R6、所述R7各自独立地选自直接键、取代或未取代的C1~C4的亚烷基、C3~C4的亚环烷基、C4的亚环烷基烷基、C4的亚烷基环烷基。
4.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜,其特征在于,所述X选自Cl、Br中的至少一种,优选为Cl。
5.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜,其特征在于,所述钙钛矿前驱体的结构式为ABX’3,其中,A为一价阳离子,B为二价阳离子,X’为一价阴离子。
6.根据权利要求5所述的钙钛矿薄膜,其特征在于,所述A选自钾、铯、铷、甲胺基或甲脒基中的至少一种阳离子;
和/或,所述B选自铅、锡或锗中的至少一种阳离子;
和/或,所述X’选自卤素元素、类卤素元素中的至少一种阴离子。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的钙钛矿薄膜,其特征在于,所述钙钛矿薄膜的材料中,所述添加剂与所述钙钛矿前驱体的摩尔比为0.01~0.05:1.0~2.0。
8.一种权利要求1至7中任一项所述的钙钛矿薄膜的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
步骤S1,将所述钙钛矿前驱体和所述添加剂分散在溶剂中,得到钙钛矿墨水;
步骤S2,将所述钙钛矿墨水刮涂在基板上,得到钙钛矿湿膜;
步骤S3,将所述钙钛矿湿膜依次进行反溶剂处理和退火处理,得到所述钙钛矿薄膜。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中,所述钙钛矿墨水中,所述钙钛矿前驱体的摩尔浓度为1.0~2.0mmol/mL;
和/或,所述添加剂的摩尔浓度为0.01~0.05mmol/mL。
10.一种钙钛矿电池,其特征在于,所述钙钛矿电池包括权利要求1至7中任一项所述的钙钛矿薄膜。
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