WO2023137891A1 - 一种钙钛矿墨水以及其应用 - Google Patents

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程家豪
宋克萌
山承才
周鹏
刘鎏
李俊彬
卢少娟
陈美华
梁桂杰
汪竞阳
钟志成
黄福志
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Definitions

  • n-butyl titanate solution is spin-coated on the surface of the substrate, annealed at 120-130° C. for 4-6 minutes, and then annealed at room temperature for 25-35 minutes to obtain an electron transport layer arranged on the substrate.
  • the perovskite ink is prepared from dimethylamine hydriodide, lead iodide, cesium iodide and a mixed solvent, wherein the mixed solvent includes dimethylformamide and dimethyl sulfoxide, and the volume ratio of dimethylformamide to dimethyl sulfoxide is 6.8 ⁇ 7.2:2.8 ⁇ 3.2.
  • Fig. 1 is the SEM figure of the CsPbI3 thin film that the application embodiment 1 and comparative example 1-3 make;
  • Fig. 2 is the SEM figure of the CsPbI3 thin film that the application embodiment 1-2 and comparative example 4-6 make;
  • Fig. 4 is the CsPbI that the application embodiment 1 and comparative example 1-3 make The humidity stability test result schematic diagram of thin film
  • Step S30 disposing a hole transport layer on the perovskite thin film.
  • Ag is deposited on the hole transport layer by vacuum evaporation to obtain a metal electrode layer.
  • the thickness of the metal electrode layer is 80-100 nm.
  • the vacuum degree of the vacuum evaporation is 2.5 ⁇ 10 -5 Pa.
  • the perovskite ink provided in this application can produce CsPbI3 thin film at 160°C, which realizes the low-temperature annealing of CsPbI3 film formation, and the obtained CsPbI3 thin film has good morphology and excellent humidity stability; in addition, through the design of the preparation method of the all-inorganic perovskite solar cell, the obtained solar cell has excellent humidity stability and good photovoltaic characteristics.

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Abstract

本申请公开一种钙钛矿墨水以及其应用，涉及钙钛矿太阳能电池技术领域。其中，所述钙钛矿墨水包括以下组分：二甲胺氢碘酸盐、碘化铅、碘化铯和混合溶剂，其中，所述混合溶剂包括二甲基甲酰胺和二甲基亚砜，所述二甲基甲酰胺与二甲基亚砜的体积比为6.8~7.2：2.8~3.2。本申请通过对原料的选择、混合溶剂比例的设计，使得到的钙钛矿墨水能在160℃制得CsPbI 3薄膜，实现了CsPbI 3成膜的低温退火，且得到的CsPbI 3薄膜的形貌好、晶界稳定性高、缺陷密度低，从而使CsPbI 3薄膜的温度和湿度稳定性优异；此外，低温退火的实现，使CsPbI 3薄膜的制备更易操作，成本低廉，有利于大规模生产。

Description

一种钙钛矿墨水以及其应用
本申请要求于2022年1月21日申请的、申请号为202210076369.5的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及钙钛矿太阳能电池技术领域，特别涉及一种钙钛矿墨水以及其应用。
 背景技术
能源短缺与环境污染是当今人类世界面临的两大难题，取之不尽用之不竭的太阳能是一种较为理想的可再生能源。钙钛矿太阳能电池(PSCs)等第三代太阳能电池技术具有低成本、高效率、易组装及柔性等优势。自2009年钙钛矿材料应用于太阳能电池以来，钙钛矿太阳能电池的光电转换效率迅速上升到25%以上，但由于有机组分的存在使得钙钛矿存在热不稳定的情况，使用无机材料来替代有机材料便成为了提高钙钛矿稳定性的一种有效的方法。
目前，主要采用Cs取代或部分取代钙钛矿中的有机组分，其中，全无机铯铅卤钙钛矿(CsPbX 3，X＝I，Br)薄膜具有较高的吸收系数，优异的热稳定性和电荷迁移率受到诸多关注。黑色相的CsPbI 3钙钛矿作为全无机钙钛矿具有优异的热稳定性，同时，其带隙约为1 .7eV，被认为是高效太阳能电池(PSCs)的候选材料之一，在光伏领域具有潜在的应用价值。
制备全无机钙钛矿薄膜的工艺大致分为蒸发法和溶液法(一步旋涂法、两步旋涂法、两步浸渍法、喷涂/刮涂)，其中，一步旋涂法是先制备钙钛矿墨水（也称钙钛矿前驱体溶液），经过旋涂和加热退火制得，该方法操作简单，但现有的钙钛矿墨水旋涂后，需要在200~220℃的高温下退火促进钙钛矿形核，从而制得钙钛矿薄膜，而高温退火会导致钙钛矿薄膜的缺陷密度高、晶界稳定性低，从而限制了其应用。
 技术问题
本申请的主要目的是提出一种钙钛矿墨水以及其应用，旨在解决现有的钙钛矿薄膜的缺陷密度高和晶界稳定性低的问题。
 技术解决方案
为实现上述目的，本申请提出一种钙钛矿墨水，所述钙钛矿墨水包括以下组分：
二甲胺氢碘酸盐、碘化铅、碘化铯和混合溶剂，
其中，所述混合溶剂包括二甲基甲酰胺和二甲基亚砜，所述二甲基甲酰胺与二甲基亚砜的体积比为6.8~7.2：2.8~3.2。
在一实施例中，所述钙钛矿墨水中，每1mL所述混合溶剂中加入75~77mg所述二甲胺氢碘酸盐、229~233mg碘化铅和128~131mg碘化铯。
基于上述目的，本申请还提出一种全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S10、在基底上设置电子传输层；
S20、在所述电子传输层上旋涂如上所述的钙钛矿墨水，然后在160~180℃退火25~35min，得到钙钛矿薄膜；
S30、在所述钙钛矿薄膜上设置空穴传输层；
S40、在所述空穴传输层上设置金属电极层，得到全无机钙钛矿太阳能电池。
在一实施例中，步骤S10包括：
将钛酸正丁酯溶液旋涂在基底表面，在120~130℃退火4~6min，然后在常温下退火25~35min，得到设置在基底上的电子传输层。
在一实施例中，所述钛酸正丁酯溶液的浓度为0.14~0.16mol/L；
所述旋涂的旋涂速率为1800~2200rpm，旋涂时间为25~30s。
在一实施例中，步骤S20包括：
在所述电子传输层上，钙钛矿墨水先以900~1200rpm旋涂4~6s，再以5800~6200rpm旋涂28~33s。
在一实施例中，步骤S30包括：
在所述钙钛矿薄膜上旋涂P 3HT溶液，然后在95~105℃退火2~4min，得到空穴传输层。
在一实施例中，所述P 3HT溶液的浓度为14~16mg/mL；
所述旋涂的旋涂速率为3800~4200rpm，旋涂时间为25~30s。
在一实施例中，步骤S40包括：
在所述空穴传输层上采用真空蒸镀的方式沉积Ag，得到金属电极层。
在一实施例中，所述金属电极层的厚度为80~100nm；和/或，
所述真空蒸镀的真空度为2 .5×10 ‑5Pa。
有益效果
本申请提供的技术方案中，钙钛矿墨水是以二甲胺氢碘酸盐、碘化铅、碘化铯和混合溶剂为原料制得的，其中，混合溶剂包括二甲基甲酰胺和二甲基亚砜，且所述二甲基甲酰胺与二甲基亚砜的体积比为6.8~7.2：2.8~3.2，通过对原料的选择、混合溶剂比例的设计，使得到的钙钛矿墨水能在160℃制得CsPbI 3薄膜，实现了CsPbI 3成膜的低温退火，且得到的CsPbI 3薄膜的形貌好、晶界稳定性高、缺陷密度低，从而使CsPbI 3薄膜的温度和湿度稳定性优异；此外，低温退火的实现，使CsPbI 3薄膜的制备更易操作，成本低廉，有利于大规模生产。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例1和对比例1-3制得的CsPbI 3薄膜的SEM图；
图2为本申请实施例1-2和对比例4-6制得的CsPbI 3薄膜的SEM图；
图3为本申请实施例1和对比例1-3制得的CsPbI 3薄膜的XRD图；
图4为本申请实施例1和对比例1-3制得的CsPbI 3薄膜的湿度稳定性测试结果示意图；
图5为本申请实施例1制得的全无机钙钛矿太阳能电池的湿度稳定性测试结果示意图；
图6为本申请实施例1制得的全无机钙钛矿太阳能电池的光伏特性测试结果图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
 本发明的实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
一步旋涂法是先制备钙钛矿墨水（也称钙钛矿前驱体溶液），经过旋涂和加热退火制得，该方法操作简单，但现有的钙钛矿墨水旋涂后，需要在200~220℃的高温下退火促进钙钛矿形核，从而制得钙钛矿薄膜，而高温退火（200~220℃）会带来以下问题：1、降低钙钛矿薄膜的结晶度，影响晶界和晶界之间的结合致密性，从而降低晶界稳定性；2、钙钛矿薄膜的缺陷密度高；3、能耗高，制备条件苛刻，从而使成本较高。因此，高温退火会导致钙钛矿薄膜的稳定性低、成本较高，进而限制了其应用。
鉴于此，本申请提出一种钙钛矿墨水，在本实施例中，所述钙钛矿墨水包括以下组分：二甲胺氢碘酸盐（DMAI）、碘化铅（PbI 2）、碘化铯（CsI）和混合溶剂，其中，所述混合溶剂包括二甲基甲酰胺（DMF）和二甲基亚砜（DMSO），DMF与DMSO的体积比为6.8~7.2：2.8~3.2，即体积比可以为6.8:3.2、6.9:3.1、7:3、7.1:2.9、7.2:2.8等，优选为7:3，当体积比在上述范围内，所述钙钛矿墨水能在较低温度下（160℃左右）退火形成钙钛矿薄膜。
本申请提供的技术方案中，通过对原料的选择、混合溶剂比例的设计，使得到的钙钛矿墨水能在160℃制得CsPbI 3薄膜，实现了CsPbI 3成膜的低温退火，且得到的CsPbI 3薄膜的形貌好、晶界稳定性高、缺陷密度低，从而使CsPbI 3薄膜的温度和湿度稳定性优异；此外，低温退火的实现，使CsPbI 3薄膜的制备更易操作，成本低廉，有利于大规模生产。
为了使钙钛矿墨水形成的钙钛矿薄膜的形貌良好、纯度高，在本实施例中，每1mL所述混合溶剂中加入75~77mg所述DMAI、229~233mg的PbI 2和128~131mg的CsI。优选地，每1mL所述混合溶剂中加入76.56mg所述DMAI、230.5mg的PbI 2和129.93mg的CsI。
对于所述钙钛矿墨水的制备方法，本申请不做限制，只要是由上述原料及配比制得即可。在一实施例中，所述钙钛矿墨水由以下步骤制得：将DMAI、PbI 2和CsI溶解于混合溶剂中，然后充分震荡10~12h，得到钙钛矿墨水。
在上述实施例的基础上，本申请还提出一种全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，在一实施例中，所述制备方法包括以下步骤：
步骤S10、在基底上设置电子传输层。
其中，基底为导电玻璃FTO。可以理解的是，需要先对导电玻璃FTO进行预处理，以使电子传输层能更好的与基底结合，预处理可包括清洗、干燥、疏水改性等步骤。
在一实施例中，步骤S10包括：将钛酸正丁酯溶液旋涂在基底表面，在120~130℃退火4~6min，然后在常温下退火25~35min，得到设置在基底上的TiO 2电子传输层。进一步地，所述钛酸正丁酯溶液的浓度为0.14~0.16mol/L，所述旋涂的旋涂速率为1800~2200rpm即r/min），旋涂时间为25~30s。
在一优选实施例中，步骤S10包括：将0.15mol/L的钛酸正丁酯溶液旋涂于导电玻璃FTO表面，以1000rpm的速率升至2000rpm，旋涂26s，在125℃退火5min，然后在空气中退火30min，最后通过紫外臭氧机清洗10min，得到设置在导电玻璃FTO上的TiO 2电子传输层。
步骤S20、在所述电子传输层上旋涂如上所述的钙钛矿墨水，然后在160~180℃退火25~35min，得到钙钛矿薄膜；
当采用常规的钙钛矿墨水时，需要在200~220℃退火，才能促进形核，从而形成钙钛矿薄膜。而在本实施例中，由于采用上述钙钛矿墨水，只需在160~180℃退火即可得到形貌好、稳定性优异的钙钛矿薄膜。退火温度越高，缺陷密度越高，能耗越高，因此，在本实施例中，退火温度优选为160℃，如此，钙钛矿薄膜不仅缺陷密度和能耗低，稳定性和形貌也良好。当退火温度为160℃时，退火时间优选为30min。
较优地，步骤S20包括：在所述电子传输层上，钙钛矿墨水先以900~1200rpm旋涂4~6s，再以5800~6200rpm旋涂28~33s。如此，制得的钙钛矿薄膜与电子传输层的结合更紧密，从而使其稳定性更好。
步骤S30、在所述钙钛矿薄膜上设置空穴传输层。
具体地，在所述钙钛矿薄膜上旋涂P 3HT溶液，然后在95~105℃退火2~4min，得到空穴传输层。进一步地，所述P 3HT溶液的浓度为14~16mg/mL，所述旋涂的旋涂速率为3800~4200rpm，旋涂时间为25~30s。
在一优选实施例中，步骤S30包括：将浓度为15mg/mL的P 3HT溶液旋涂在所述钙钛矿薄膜的上表面，以2000rpm的速率升至4000rpm，旋涂26s，然后在100℃退火3min，得到空穴传输层。
步骤S40、在所述空穴传输层上设置金属电极层，得到全无机钙钛矿太阳能电池。
较优地，在所述空穴传输层上采用真空蒸镀的方式沉积Ag，得到金属电极层。其中，所述金属电极层的厚度为80~100nm。在另一实施例中，所述真空蒸镀的真空度为2 .5×10 ‑5Pa。
在一更优选实施例中，步骤S40包括：在真空度为2 .5×10 ‑5Pa的条件下，在所述空穴传输层的上表面采用热蒸发的方式沉积Ag，得到厚度为90nm的金属电极层。
本申请通过对钙钛矿墨水的组分及配比、以及制备钙钛矿太阳能电池的工艺参数的设计，使制得的全无机钙钛矿太阳能电池器件的湿度稳定性和温度稳定性优异，且其电路电压(Voc)为0.94V、短路电流密度(Jsc)达到23.09mA/cm 2，填充因子(FF)达到78.2%，光电转换效率达到14.84%。
以下结合具体实施例和附图对本申请的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
下表1列出了实施例1-4、以及对比例1-3的钙钛矿墨水的原料配方（表中，DMAI、PbI 2和CsI的单位为mg，DMF和DMSO的单位为mL）。
表1 原料配方
  DMAI PbI2 CsI DMF DMSO
实施例1 76.56 230.5 129.93 0.7 0.3
实施例2 76.56 230.5 129.93 0.7 0.3
实施例3 75 229 128 0.68 0.32
实施例4 77 233 131 0.72 0.28
对比例1 76.56 230.5 129.93 0.9 0.1
对比例2 76.56 230.5 129.93 0.8 0.2
对比例3 76.56 230.5 129.93 0.6 0.4
实施例1
（1）钙钛矿墨水的配制：将DMAI、PbI 2和CsI溶解于混合溶剂中，然后充分震荡11h，得到钙钛矿墨水。
（2）将0.15mol/L的钛酸正丁酯溶液旋涂于导电玻璃FTO表面，以1000rpm的速率升至2000rpm，旋涂26s，在125℃退火5min，然后在空气中退火30min，最后通过紫外臭氧机清洗10min，得到设置在导电玻璃FTO上的TiO 2电子传输层。
（3）在所述电子传输层的上表面，将上述钙钛矿墨水先以1000rpm旋涂5s，再以6000rpm旋涂30s，然后置于热台上在160℃退火30min，最后冷却至室温，得到界面处理后的CsPbI 3薄膜。
（4）将浓度为15mg/mL的P 3HT溶液旋涂在所述CsPbI 3薄膜的上表面，以2000rpm的速率升至4000rpm，旋涂26s，然后在100℃退火3min，得到空穴传输层。
（5）在真空度为2 .5×10 ‑5Pa的条件下，在所述空穴传输层的上表面采用热蒸发的方式沉积Ag，得到厚度为90nm的金属电极层，最终得到了全无机钙钛矿太阳能电池。
实施例2
除了将步骤（3）的退火温度替换为180℃，其余步骤与实施例1相同。
实施例3
（1）钙钛矿墨水的配制：将DMAI、PbI 2和CsI溶解于混合溶剂中，然后充分震荡10h，得到钙钛矿墨水。
（2）将0.14mol/L的钛酸正丁酯溶液旋涂于导电玻璃FTO表面，以1000rpm的速率升至2200rpm，旋涂25s，在120℃退火6min，然后在空气中退火25min，最后通过紫外臭氧机清洗10min，得到设置在导电玻璃FTO上的TiO 2电子传输层。
（3）在所述电子传输层的上表面，将上述钙钛矿墨水先以900rpm旋涂6s，再以5800rpm旋涂33s，然后置于热台上在170℃退火25min，最后冷却至室温，得到界面处理后的CsPbI 3薄膜。
（4）将浓度为14mg/mL的P 3HT溶液旋涂在所述CsPbI 3薄膜的上表面，以2000rpm的速率升至3800rpm，旋涂30s，然后在105℃退火2min，得到空穴传输层。
（5）在真空度为2 .5×10 ‑5Pa的条件下，在所述空穴传输层的上表面采用热蒸发的方式沉积Ag，得到厚度为100nm的金属电极层，最终得到了全无机钙钛矿太阳能电池。
实施例4
（1）钙钛矿墨水的配制：将DMAI、PbI 2和CsI溶解于混合溶剂中，然后充分震荡12h，得到钙钛矿墨水。
（2）将0.16mol/L的钛酸正丁酯溶液旋涂于导电玻璃FTO表面，以1000rpm的速率升至1800rpm，旋涂30s，在130℃退火4min，然后在空气中退火35min，最后通过紫外臭氧机清洗10min，得到设置在导电玻璃FTO上的TiO 2电子传输层。
（3）在所述电子传输层的上表面，将上述钙钛矿墨水先以1200rpm旋涂4s，再以6200rpm旋涂28s，然后置于热台上在165℃退火35min，最后冷却至室温，得到界面处理后的CsPbI 3薄膜。
（4）将浓度为16mg/mL的P 3HT溶液旋涂在所述CsPbI 3薄膜的上表面，以2000rpm的速率升至4200rpm，旋涂25s，然后在95℃退火4min，得到空穴传输层。
（5）在真空度为2 .5×10 ‑5Pa的条件下，在所述空穴传输层的上表面采用热蒸发的方式沉积Ag，得到厚度为80nm的金属电极层，最终得到了全无机钙钛矿太阳能电池。
对比例1
除了将钙钛矿墨水的配方替换为表1中对比例1所示的配方（即混合溶剂中，DMF：DMSO=9:1），其余步骤与实施例1相同。
对比例2
除了将钙钛矿墨水的配方替换为表1中对比例2所示的配方（即混合溶剂中，DMF：DMSO=8:2），其余步骤与实施例1相同。
对比例3
除了将钙钛矿墨水的配方替换为表1中对比例3所示的配方（即混合溶剂中，DMF：DMSO=6:4），其余步骤与实施例1相同。
对比例4
除了将步骤（3）的退火温度替换为200℃，其余步骤与实施例1相同。
对比例5
除了将步骤（3）的退火温度替换为220℃，其余步骤与实施例1相同。
对比例6
除了将步骤（3）的退火温度替换为140℃，其余步骤与实施例1相同。
将上述各实施例和对比例制备的CsPbI 3薄膜、以及全无机钙钛矿太阳能电池进行如下检测。
（一）SEM表征
1、将实施例1和对比例1-3中步骤（3）制得的CsPbI 3薄膜置于扫描电子显微镜（SEM）下观察，其结果如图1所示。
从图1可以看出，实施例1制得的CsPbI 3薄膜与对比例1-3相比，晶粒更加饱满致密，没有明显的孔洞，说明本申请通过对混合溶剂中溶剂比例的设计，使制得的CsPbI 3薄膜的形貌好。
2、将实施例1-2和对比例4-6中步骤（3）制得的CsPbI 3薄膜置于扫描电子显微镜（SEM）下观察，其结果如图2所示。
从图2可以看出，实施例1和实施例2制得的CsPbI 3薄膜，钙钛矿晶粒大小均匀，晶界结合致密；对比例4和对比例5制得的CsPbI 3薄膜的表面粗糙度高，缺陷密度高，对比例6制得的CsPbI 3薄膜没有形核，且具有明显的孔洞。也即，对比例制得的的CsPbI 3薄膜的形貌普遍比实施例差，说明本申请通过对退火温度的设计，使制得的CsPbI 3薄膜的形貌好。
此外，实施例2与实施例1相比，由于温度相对较高，其晶界结合致密性比实施例1差一些。
（二）XRD测试
将实施例1和对比例1-3中步骤（3）制得的CsPbI 3薄膜进行X射线衍射，其结果如图3所示。
从图3可以看出，实施例1制得的CsPbI 3薄膜与对比例1-3相比，钙钛矿的特征峰(110)和（220）显著提高，说明本申请通过对混合溶剂中溶剂比例的设计，使制得的CsPbI 3薄膜的晶粒形核更加饱满，晶界缺陷态弥补显著降低，有利于载流子电荷的传输从而提高光伏电池的光电转换效率。
（三）湿度稳定性测试
将实施例1和对比例1-3中步骤（3）制得的CsPbI 3薄膜湿度稳定性测试（RH65%、25℃），其结果如图4所示，图4中6:4、8:2、9:1、7:3指的是DMF与DMSO的体积比。并将实施例1最终得到的全无机钙钛矿太阳能电池进行湿度稳定性测试（RH65%、25℃），设置4个平行实验，其结果如图5所示。
由图4可以看出，实施例1（DMF：DMSO=7:3）制得的CsPbI 3薄膜的老化腐蚀程度较轻，而对比例1-3相比制得的CsPbI 3薄膜已完全老化腐蚀，说明本申请实施例制得的CsPbI 3薄膜的温度稳定性更好。此外，将经湿度测试24h后的CsPbI 3薄膜制成太阳能电池，与对比例1-3相比，实施例制得的电池器件的内阻更低，且经测试发现，实施例制得的电池器件仍能正常工作。
由图5可以看出，本申请实施例制得的全无机钙钛矿太阳能电池置于RH65%、25℃的条件下24h后，其形貌基本无变化，且经测试后发现该全无机钙钛矿太阳能电池器件仍可正常工作，说明本申请制得的太阳能电池的湿度稳定性优异。
（四）光伏特性测试
将实施例1制得的全无机钙钛矿太阳能电池进行光伏特性测试，其结果如图6所示。由图6可以看出，该全无机钙钛矿太阳能电池的电路电压(Voc)为0.94V、短路电流密度(Jsc)达到23.09mA/cm 2，填充因子(FF)达到78.2%，光电转换效率达到14.84%。
需要说明的是，实施例3和实施例4与实施例1的制备原理差不多，因此，其形貌和性能也与实施例1差不多，在此不做赘述。
综上，本申请提供的钙钛矿墨水在160℃即可制得CsPbI 3薄膜，实现了CsPbI 3成膜的低温退火，且得到的CsPbI 3薄膜的形貌好、湿度稳定性优异；此外，通过对全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法的设计，使得到的太阳能电池的湿度稳定性优异、光伏特性良好。
以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

  1. 一种钙钛矿墨水，其中，包括以下组分：
    二甲胺氢碘酸盐、碘化铅、碘化铯和混合溶剂，
    其中，所述混合溶剂包括二甲基甲酰胺和二甲基亚砜，所述二甲基甲酰胺与二甲基亚砜的体积比为6.8~7.2：2.8~3.2。
  2. 如权利要求1所述的钙钛矿墨水，其中，所述钙钛矿墨水中，每1mL所述混合溶剂中加入75~77mg所述二甲胺氢碘酸盐、229~233mg碘化铅和128~131mg碘化铯。
  3. 一种全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，包括以下步骤：
    S10、在基底上设置电子传输层；
    S20、在所述电子传输层上旋涂如权利要求1或2所述的钙钛矿墨水，然后在160~180℃退火25~35min，得到钙钛矿薄膜；
    S30、在所述钙钛矿薄膜上设置空穴传输层；
    S40、在所述空穴传输层上设置金属电极层，得到全无机钙钛矿太阳能电池。
  4. 如权利要求3所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，步骤S10包括：
    将钛酸正丁酯溶液旋涂在基底表面，在120~130℃退火4~6min，然后在常温下退火25~35min，得到设置在基底上的电子传输层。
  5. 如权利要求4所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，所述钛酸正丁酯溶液的浓度为0.14~0.16mol/L；
    所述旋涂的旋涂速率为1800~2200rpm，旋涂时间为25~30s。
  6. 如权利要求3所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，步骤S20包括：
    在所述电子传输层上，钙钛矿墨水先以900~1200rpm旋涂4~6s，再以5800~6200rpm旋涂28~33s。
  7. 如权利要求3所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，步骤S30包括：
    在所述钙钛矿薄膜上旋涂P 3HT溶液，然后在95~105℃退火2~4min，得到空穴传输层。
  8. 如权利要求7所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，所述P 3HT溶液的浓度为14~16mg/mL；
    所述旋涂的旋涂速率为3800~4200rpm，旋涂时间为25~30s。
  9. 如权利要求3所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，步骤S40包括：
    在所述空穴传输层上采用真空蒸镀的方式沉积Ag，得到金属电极层。
  10. 如权利要求9所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，所述金属电极层的厚度为80~100nm；和/或，
    所述真空蒸镀的真空度为2 .5×10 ‑5Pa。
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