一种二甲铵铅碘盐及其制备方法和应用

本发明涉及钙钛矿太阳能电池，具体为一种二甲铵铅碘盐及其制备方法和应用。

背景技术：

1、钙钛矿太阳能电池是近年来光伏领域发展最为迅速的研究方向之一。2009年，宫坂力教授等首次将甲胺铅碘应用于染料敏化太阳能电池，制备出首个钙钛矿太阳能电池。此后十余年间，钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从最初的3%迅速攀升，至2016年已突破22%，其效率提升速度堪比其他类型太阳能电池几十年的发展历程。截至目前，实验室小面积钙钛矿太阳能电池的效率已逼近27%，而钙钛矿组件的效率也已突破23%。钙钛矿材料是一类具有abx3型晶体结构的离子型半导体材料，其对太阳光的吸收能力极强，仅需数百纳米厚的薄膜即可实现高效的光电转换。凭借高效率、低成本、轻量化和可溶液加工等显著优势，钙钛矿太阳能电池已成为新一代光伏技术的研究热点。

2、二甲铵铅碘盐作为一种重要的钙钛矿中间相或前驱体组分，在无机cspbi3钙钛矿的制备中发挥着关键作用。研究表明，由dmapbi3和cs4pbi6中间相通过反应转化为最终cspbi3钙钛矿相，是制备高质量无机钙钛矿薄膜的核心步骤。

3、现有技术中，在cn112251815a中公开了一种一维dmapbi3大单晶的生长方法，包括如下步骤：

4、1）将苄胺和 pbi2搅拌溶解于dmf中，形成澄清的黄色溶液；

5、2）将氢碘酸溶液滴到溶液中，然后滴加亚磷酸水溶液来稳定氢碘酸，最终形成的溶液呈澄清黄色溶液；

6、3）将获得的黄色溶液在55-65℃加热使液体挥发，dmf分解得到二甲胺，得到dmapbi3饱和溶液；

7、4）将得到的溶液室温下挥发溶剂，经10-30天即生长出大的黄色单晶。

8、上述方案中，由dmf、hi以及h2o动态反应生成二甲胺离子，随后通过dmai和pbi2反应得到dmapbi3单晶；溶液中还添加了苄胺来辅助一维dmapbi3大单晶的生长。

9、然而，实际应用表明，添加苄胺制备的dmapbi3不仅未能提升钙钛矿太阳能电池的性能，反而导致了其性能下降。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种二甲铵铅碘盐及其制备方法和应用，以及解决现有技术中，添加苄胺制备的dmapbi3不仅未能提升钙钛矿太阳能电池的性能，反而导致了其性能下降的问题。

2、为实现上述目的，本发明第一方面采用了如下的技术方案：一种二甲铵铅碘盐的制备方法，包括以下步骤：

3、将氢碘酸与次磷酸混合均匀来形成第一溶液；

4、将碘化铅溶解于二甲基甲酰胺溶液中来形成第二溶液；

5、将第一溶液滴加至第二溶液中，加热并搅拌来反应获得产物。

6、进一步，所述氢碘酸与次磷酸的体积比为48-52:3。

7、进一步，所述碘化铅与二甲基甲酰胺溶液的量添加比为0.8-1.2g：3ml。

8、进一步，所述碘化铅与第一溶液的量添加比为0.8-1.2g：3ml。

9、进一步，所述加热中的加热温度为58-62℃。

10、进一步，还包括以下步骤：

11、将所述产物交替进行多次洗涤和抽滤，后再进行真空干燥；

12、其中，所述洗涤中采用的洗涤剂为异丙醇。

13、进一步，所述洗涤的次数为两次。

14、进一步，所述真空干燥是在温度为55-60℃且压力为-0.08--0.06 mpa的条件下干燥至少12小时。

15、本发明第二方面采用了如下的技术方案：一种二甲铵铅碘盐，由本发明第一方面所述的一种二甲铵铅碘盐的制备方法制备所得。

16、本发明第三方面采用了如下的技术方案：一种应用，将本发明第二方面所述的一种二甲铵铅碘盐应用到钙钛矿太阳能电池中。

17、相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

18、本发明制备的二甲铵铅碘盐未添加苄胺，仅需几个小时的反应时间即可获得产物，降低了原料成本，缩短了反应时长；且本发明制备的二甲铵铅碘盐相对于现有技术，提高了钙钛矿太阳能电池的关键光电性能参数。

1.一种二甲铵铅碘盐的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种二甲铵铅碘盐的制备方法，其特征在于，所述氢碘酸与次磷酸的体积比为48-52:3。

3.根据权利要求1所述的一种二甲铵铅碘盐的制备方法，其特征在于，所述碘化铅与二甲基甲酰胺溶液的量添加比为0.8-1.2g：3ml。

4.根据权利要求1所述的一种二甲铵铅碘盐的制备方法，其特征在于，所述碘化铅与第一溶液的量添加比为0.8-1.2g：3ml。

5.根据权利要求1所述的一种二甲铵铅碘盐的制备方法，其特征在于，所述加热中的加热温度为58-62℃。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种二甲铵铅碘盐的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种二甲铵铅碘盐的制备方法，其特征在于，所述洗涤的次数为两次。

8.根据权利要求6所述的一种二甲铵铅碘盐的制备方法，其特征在于，所述真空干燥是在温度为55-60℃且压力为-0.08--0.06 mpa的条件下干燥至少12小时。

9.一种二甲铵铅碘盐，其特征在于，由权利要求1-8中任一项所述的一种二甲铵铅碘盐的制备方法制备所得。

10.一种应用，其特征在于，将权利要求9中所述的一种二甲铵铅碘盐应用到钙钛矿太阳能电池中。