钙钛矿量子点纳米晶的制备及其在量子点太阳电池中的应用

摘要

本发明公开了钙钛矿量子点纳米晶的制备及其在量子点太阳电池中的应用，采用蒸发溶剂法和溶液法的特点，成功制备出p型半导体：有机铅卤化物钙钛矿量子点纳米晶，通过改变有机/无机反应物之间的配比来调节钙钛矿半导体的能级，通过改变反应温度和反应时间来控制钙钛矿量子点的粒径，使之与n型半导体材料TiO₂能级相匹配，并辅以PEDOT:PSS作为空穴传输材料，组装成高光电转换效率的钙钛矿量子点太阳能电池。本发明的优点：钙钛矿合成所需原材料成本低廉，操作简单，反应条件温和，无高温高压反应较为安全，制备晶体稳定、晶型良好，半导体能级人为可控。钙钛矿太阳能电池易组装，成本低且具有高的光电转换效率，具有比较高的开发价值。

主权项

钙钛矿量子点纳米晶的制备，其特征在于方法步骤如下：(1) 将有机胺RNH₂溶液加入圆底烧瓶中，将圆底烧瓶置于冰盐浴中，在Ar保护下搅拌，然后向其中缓慢加入过量的浓氢卤酸HX水溶液；反应完全后，旋蒸去除溶剂析出有机胺盐RNH₃X粗产物粉末；(2)将制得的RNH₃X粉末置于锥形瓶中，加入无水乙醚搅拌使杂质溶解，过滤得粉末，反复三次得纯净RNH₃X，移入真空干燥箱中真空干燥得纯净干燥RNH₃X，保存于干燥器中；(3)将RNH₃X和PbX₂按化学计量比加入到二者混溶溶剂中，整个装置在Ar保护下密闭加热搅拌反应；(4) 反应完全后，缓慢步速冷却，析出晶体，过滤得RNH₃PbX₃钙钛矿晶体粗产物；(5)将RNH₃PbX₃移入锥形瓶中，加入无水乙醚搅拌使杂质溶解，过滤得粉末，反复三次得纯净RNH₃PbX₃晶体，移入真空干燥箱中干燥得纯净RNH₃PbX₃晶体。