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钙钛矿结构

太阳能电池常见问题

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1楼 2012-04-10 09:55:19

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dinghu002

新虫 (正式写手)

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专业: 环境污染化学

钙钛矿材料的制备是获得高效率钙钛矿太阳能电池的关键步骤。在分子尺度上，PbI2和CH3NH3I能够通过自组装而迅速反应生成CH3NH3PbI3，因此无论是固相、液相还是气相，只要将两种原料充分混合，就可以得到所需的钙钛矿材料。但是对于厚度不到1 μm的薄膜太阳能电池吸光层来说，固相反应法制备出的大颗粒钙钛矿晶体显然是不适用的。最早用于薄膜太阳能电池的钙钛矿制备方法是液相一步法，即等化学计量比的PbI2和CH3NH3I共溶于γ-丁内酯或N, N-二甲基甲酰胺（DMF）中，取一定量的溶液滴加在纳米多孔支架层上，并以一定的速度旋涂，加热除去溶剂后，就得到了填充了钙钛矿的光阳极。而在制备氯掺杂钙钛矿时，则是采用PbCl2与过量的CH3NH3I作为前驱物，除去溶剂后进行热处理，按化学计量比的部分卤化甲胺与卤化铅生成了钙钛矿，而过量部分则气化除去。液相两步法是将PbI2的沉积与钙钛矿的形成分为两步：首先，将一定浓度的PbI2旋涂到多孔支架层上，再将旋涂了PbI2薄膜浸泡在一定浓度的碘甲胺异丙醇溶液里，黄色的PbI2逐渐转化为棕黑色的钙钛矿。H. Snaith等发展了气相共蒸发沉积法制备钙钛矿薄膜，这种方法同样可以获得高效率的钙钛矿电池，但需要较为复杂的卤化铅和卤化甲胺共蒸发装置。除此之外，气相辅助液相法也是最近发展出的一种新技术，这种方法是在旋涂PbI2薄膜后，将其置于CH3NH3I蒸气中，缓慢生成钙钛矿。相对于共蒸发方法，这种气相辅助液相法可以降低实验设备要求。