刘英男，张敬波，刘颖如，刘 莹，丁冠初，邱 东，张志新

（天津师范大学 化学学院，天津 300387；无机—有机杂化功能材料化学教育部重点实验室，天津 300387；天津市功能分子结构与性能重点实验室，天津 300387）

铅卤钙钛矿太阳能电池具有较高的能量转换效率，所以，自 2009年首次报导后，迅速成为国际光电化学领域的研究热点[1-4]。铅卤钙钛矿具有有机-无机杂化结构，它以[PbI6]2-为基本结构单元，与有机基团 RNH3+通过离子键作用形成的ABX3型钙钛矿结构。A、B和X三种组分的变化可改变材料的电子结构，从而使钙钛矿材料具备灵活的能隙可调节性[5]。钙钛矿的光吸收系数较高，如目前常用的甲胺碘化铅钙钛矿（CH3NH3PbI3）在吸收能大于1.7 eV时，吸收系数达到 104-105cm-1，同时还具有数微米长的电子-空穴扩散长度，这些性能使之适用于太阳能电池[6]。针对液态电解质的钙钛矿太阳能电池稳定性差、容易溶解和分解等问题，2012年，Park和 Grätzel课题组合作制备了首个采用传统固态染料敏化构架的固态钙钛矿太阳能电池，其光电效率达到 9.7%，超出了固态染料敏化电池的光电转换效率[7,8]。CH3NH3PbI3制备方法一般采用液相法[8-15]，可分为一步法和两步法。一步法是按照一定比例将 CH3NH3I与 PbI2粉末混合，然后向其中加入适合的极性非质子有机溶液，随后进行旋涂、干燥和退火等处理过程得到钙钛矿薄膜[9-12]。两步法是先旋涂 PbI2的溶液，使其在基底上形成一层PbI2薄膜，随后将溶有CH3NH3I的溶液旋涂于PbI2薄膜上，CH3NH3I和PbI2反应生成CH3NH3PbI3[13-15]。两步法合成CH3NH3PbI3时，CH3NH3I与PbI2浓度的改变，会直接影响钙钛矿的形貌和晶型，尤其是CH3NH3I的浓度，甚至会导致不同的反应机理[8]。……