一种钙钛矿太阳电池用卤化铅甲胺的生产方法

摘要

本发明涉及一种采用甲醛和卤化铅铵固相反应，低成本生产钙钛矿太阳电池用卤化铅甲胺的生产方法。将氢卤酸、卤化铵、乙酸铅和乙酸按摩尔比为2.1‑2.2：1.1‑1.2：1：20‑40配料，加热到100‑120℃下回流，真空蒸馏分离乙酸和水，生成卤化铅铵结晶。将卤化铅铵结晶和多聚甲醛按摩尔比1：2.1‑2.5混合，在120‑160℃下缓慢加热反应1‑6h，进一步加热到170‑180℃下反应至没有明显气体放出为止。反应产物用极性有机溶剂重结晶，脂肪醇洗涤，真空干燥得到卤化铅甲胺精制品，收率为95%‑99.2%，含量为99.0%‑99.5%。本发明生产工艺简单和环保安全，产品涂膜后无需退火处理，可直接作为太阳电池光吸收层。

主权项

一种钙钛矿太阳电池用卤化铅甲胺的生产方法，其特征在于采用甲醛和卤化铅铵固相化学反应，低成本生产钙钛矿太阳电池用卤化铅甲胺，技术方案包括以下步骤：（1）在搅拌下向玻璃反应器中分别加入氢卤酸、卤化铵、乙酸铅和乙酸，控制原料配料摩尔比为：氢卤酸：卤化铵：乙酸铅：乙酸 = 2.1‑2.2：1.1‑1.2：1：20‑40，混合均匀后加热升温至100‑120℃下回流，使生成的卤化铅沉淀完全溶解，然后真空蒸馏分离物料中的乙酸和水，析出卤化铅铵结晶，所述氢卤酸为氢氟酸、盐酸、氢溴酸、氢碘酸或其混合物，所述卤化铵为氟化铵、氯化铵、溴化铵、碘化铵或其混合物；（2）将卤化铅铵的结晶和固体多聚甲醛粉末混合均匀，控制原料配料摩尔比为：卤化铅铵：多聚甲醛 = 1：2.1‑2.5，在120‑160℃下缓慢加热反应1‑6h，使固体多聚甲醛释放的甲醛气体与卤化铅铵反应转化为卤化铅甲胺，并使副产物甲酸在160℃下分解挥发，进一步加热到170‑180℃下反应，使过量固体多聚甲醛分解挥发，至反应物中没有气体放出为止；（3）冷却反应产物，在室温下用经过脱水处理的极性有机溶剂浸渍和溶解反应产物6‑12h，过滤除去不溶性杂质，得到卤化铅甲胺的极性有机溶剂溶液，所述极性有机溶剂是γ‑丁内酯、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、乙腈或其混合物；（4）在60‑80℃下真空蒸馏回收极性有机溶剂，趁热过滤分离生成的卤化铅甲胺结晶，用C1‑C4脂肪醇洗涤，进一步回收有机溶剂中的产品，在60‑80℃下真空干燥得到卤化铅甲胺产品，收率为95%‑99.2%；（5）产品化学组成符合CH₃NH₃PbX₃计量比，卤化铅甲胺含量为99.0%‑99.5%，杂质六次甲基四胺含量为0.02%‑0.05%，水分含量为0.01%‑0.05%。