一种可逆的二维钙钛矿热致变色物质及其制备方法和太阳能电池

本发明涉及热致变色薄膜领域，具体涉及一种可逆的二维钙钛矿热致变色物质及其制备方法和太阳能电池。

背景技术：

1、由于全球温室效应和能耗过多等问题的不断凸显，全球环保形势越来越严峻。人们对于节能环保的意识也越来越高，从而对于绿色环保设备和材料的需求日益提升。绿色生活和节能环保已是国内外最受关注的话题之一，其中太阳能作为清洁能源备受人们关注。太阳能电池的出现，则实现了太阳能到电能的快速转换，大大提升了能源的利用效率。因此在可持续发展的背景下，无论对于城市建设还是个人消费品，产品的环保性能的重要性已经日益增长并与产品性能、价格成本等因素同等重要。

2、随着我国城镇化建设的落实，在城市中建有大量的商业用办公大楼。考虑到美观实用，办公大楼通常采用玻璃幕墙。玻璃幕墙为办公大楼内部的空间提供了良好的光照与景观视野。但由于温室效应，阳光带来的热量聚集在建筑物内部难以消散，因此加重了内部空调系统的负担。尤其在南方城市，夏季光照充足，气温高，大面积的空调高功率运作会给城市电网带来极大负担。因此办公楼的节能减排是一个十分值得关注的问题。

3、现有技术中已经存在一些技术方案能够降低光照，从而达到节能减排的效果。常用的方案可以是遮光贴膜，将呈灰色或蓝色的半透明贴膜贴在玻璃幕墙上，用于吸收阳光中热效应较高的长波长部分；或采用镜面反射贴膜，用于反射阳光，减少透射。同时，现有变色薄膜技术无法整合太阳能电池于一体，缺少一种具有产能和节能多重功能的热致变色薄膜产品。

4、然而现有方案的缺陷在于，无论采用吸收光还是反射光的贴膜，都不可避免地长期阻止阳光进入室内空间。由于贴膜设置后无法随意去除，在不需要遮光的场景中，仍然不可避免地减少阳光射入。例如在冬天或阴雨天气，则会导致室内温度过低或光照不足，反而增加建筑物内部制热能量的消耗。从而陷入夏季节能和冬季节能无法两全的困境。

5、因此本领域技术人员致力于开发一种可逆的二维钙钛矿热致变色物质及其薄膜，以解决现有技术中存在的技术问题。

技术实现思路

1、本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种可逆的二维钙钛矿热致变色物质及其制备方法和太阳能电池。

2、本发明提供了一种可逆的二维钙钛矿热致变色物质，具有这样的特征，包括：有机间隔阳离子a’、有机阳离子a、二价金属阳离子b以及卤素离子x。

3、在本发明提供的可逆的二维钙钛矿热致变色物质中，还可以具有这样的特征：其中，可逆的二维钙钛矿热致变色物质的化学式为a’2an-1bnx3n+1。

4、在本发明提供的可逆的二维钙钛矿热致变色物质中，还可以具有这样的特征：其中，有机间隔阳离子a’为pma+，有机阳离子a为ma+，二价金属阳离子b为pb2+，卤素离子x为i-和/或cl-。

5、在本发明提供的可逆的二维钙钛矿热致变色物质中，还可以具有这样的特征：其中，可逆的二维钙钛矿热致变色物质的化学式包括：(pma)2(ma)pb2i7-ncln，其中，0≤n≤7。

6、本发明还提供了一种可逆的二维钙钛矿热致变色物质的制备方法，具有这样的特征，用于制备上述任一项的可逆的二维钙钛矿热致变色物质，包括以下步骤：步骤一，将甲胺碘或甲胺氯中的任意一种粉末、碘化铅或氯化铅中的任意一种粉末以及苯甲胺氯投入样品瓶中；步骤二，向样品瓶中滴加dmso并搅拌，直至样品瓶中的粉末均完全溶解得到可逆的二维钙钛矿热致变色物质的溶液。

7、在本发明提供的可逆的二维钙钛矿热致变色物质的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤一中，甲胺碘或甲胺氯中的任意一种粉末、碘化铅或氯化铅中的任意一种粉末以及苯甲胺氯的摩尔量比为2:1:1，步骤二中，加入dmso的量使得溶液中的可逆的二维钙钛矿热致变色物质的浓度为0.5m。

8、在本发明提供的可逆的二维钙钛矿热致变色物质的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤一和二均在带有磁力搅拌子的密封样品瓶中磁力搅拌进行，且在氩气环境下反应，反应温度为室温。

9、在本发明提供的可逆的二维钙钛矿热致变色物质的制备方法中，还可以具有这样的特征：可逆的二维钙钛矿热致变色物质的制备方法还包括以下步骤：步骤三，将溶液旋涂在载玻片上并退火，得到可逆的二维钙钛矿热致变色物质，其中，步骤三中可逆的二维钙钛矿热致变色物质为薄膜状，记作热致变色薄膜。

10、在本发明提供的可逆的二维钙钛矿热致变色物质的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤三中，旋涂为转速2500rmp旋涂30s，退火为100℃退火10min。

11、本发明还提供了一种太阳能电池，具有这样的特征,包括：钙钛矿层，其材料为上述的可逆的二维钙钛矿热致变色物质；电子输运层，其材料为sno2；以及空穴运输层，其材料为spiro。

12、发明的作用与效果

13、根据本发明所涉及的可逆的二维钙钛矿热致变色物质及其制备方法和太阳能电池，通过将甲胺碘或甲胺氯中的任意一种粉末、碘化铅或氯化铅中的任意一种粉末以及苯甲胺氯混合并滴加dmso搅拌溶解得到可逆的二维钙钛矿热致变色物质的溶液，再将溶液旋涂在载玻片上并退火，即可得到薄膜形态的可逆的二维钙钛矿热致变色物质，记作热致变色薄膜，随后以热致变色薄膜为钙钛矿层，sno2为电子输运层，spiro为空穴运输层制备得到太阳能电池。

14、本发明设计的组分为可逆的二维钙钛矿热致变色物质的热致变色薄膜在高温下会变为深色状态，阻挡光线透射，而在特定温度以下会变为透明状态，使得光线得以穿过，进一步地，以热致变色薄膜制备的太阳能电池具有良好的光电性能。

技术特征：

1.一种可逆的二维钙钛矿热致变色物质，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的可逆的二维钙钛矿热致变色物质，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的可逆的二维钙钛矿热致变色物质，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的可逆的二维钙钛矿热致变色物质，其特征在于：

5.一种可逆的二维钙钛矿热致变色物质的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-4中任一项所述的可逆的二维钙钛矿热致变色物质，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的可逆的二维钙钛矿热致变色物质的制备方法，其特征在于：

7.根据权利要求5所述的可逆的二维钙钛矿热致变色物质的制备方法，其特征在于：

8.根据权利要求5所述的可逆的二维钙钛矿热致变色物质的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的可逆的二维钙钛矿热致变色物质的制备方法，其特征在于：

10.一种太阳能电池，其特征在于,包括：

技术总结本发明提供了一种可逆的二维钙钛矿热致变色物质及其制备方法和太阳能电池。可逆的二维钙钛矿热致变色物质包括有机间隔阳离子A’、有机阳离子A、二价金属阳离子B以及卤素离子X。可逆的二维钙钛矿热致变色物质的制备方法为：将甲胺碘或甲胺氯中的任意一种粉末、碘化铅或氯化铅中的任意一种粉末以及苯甲胺氯投入样品瓶中再滴加DMSO并搅拌直至粉末均完全溶解得到可逆的二维钙钛矿热致变色物质的溶液。本发明的太阳能电池的钙钛矿层为本发明提供的可逆的二维钙钛矿热致变色物质。本发明的可逆的二维钙钛矿热致变色物质可以稳定地多次循环变色，且制备方法简单，且以此制得的太阳能电池具有良好的光电性能。技术研发人员：刘晓霖,韩瑞杰,林佳受保护的技术使用者：上海电力大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2