本技術(shù)涉及電池，具體涉及添加劑及其應(yīng)用、碘化甲脒及其制備方法、鈣鈦礦太陽(yáng)能電池、太陽(yáng)能發(fā)電裝置及用電裝置。

背景技術(shù)：

1、碘化甲脒是鈣鈦礦太陽(yáng)電池重要的原料之一，由于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的發(fā)展，碘化甲脒的需求量也將不斷提高。目前的制備工藝中，大批量制備的碘化甲脒成品存在出現(xiàn)析碘，表面泛黃的問(wèn)題，且隨著保存時(shí)間的延長(zhǎng)顏色加深。碘化甲脒中析出的碘將在后續(xù)制備碘化甲脒鈣鈦礦薄膜的過(guò)程中成為載流子的復(fù)合中心，從而降低鈣鈦礦電池的穩(wěn)定性和效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)是鑒于上述課題而進(jìn)行的，其目的在于，提供一種添加劑，用于制備碘化甲脒，減少碘化甲脒制備過(guò)程中碘單質(zhì)的析出，從而提高鈣鈦礦電池的穩(wěn)定性和效率。

2、為了達(dá)到上述目的，本技術(shù)實(shí)施例提供一種添加劑及其應(yīng)用、碘化甲脒及其制備方法、鈣鈦礦太陽(yáng)能電池、太陽(yáng)能發(fā)電裝置及用電裝置。

3、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提出了一種添加劑，用于制備碘化甲脒，所述添加劑包括還原劑。

4、由此，本技術(shù)實(shí)施例的技術(shù)方案中，通過(guò)在添加劑中包含還原劑，用于制備碘化甲脒，可以減少在制備碘化甲脒過(guò)程中的碘單質(zhì)的生成，同時(shí)可以將已經(jīng)被氧化成碘單質(zhì)的碘還原成碘負(fù)離子，用于生成碘化甲脒，提高碘化甲脒的穩(wěn)定性，從而提高鈣鈦礦電池的穩(wěn)定性和效率。

5、在任意實(shí)施方式中，所述還原劑包括含n、o、s及p元素中的至少一種的化合物。含n、o、s及p元素中的至少一種的化合物的還原劑用于制備碘化甲脒時(shí)，既可以減少在制備碘化甲脒過(guò)程中的碘單質(zhì)的生成，同時(shí)可以將已經(jīng)被氧化成碘單質(zhì)的碘還原成碘負(fù)離子，用于生成碘化甲脒，提高碘化甲脒的穩(wěn)定性，又可以在制備的碘化甲脒應(yīng)用于鈣鈦礦電池時(shí)，在鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中，在存在含n、o、s及p元素中的至少一種的化合物的還原劑情況下，還原劑會(huì)與碘化物進(jìn)行絡(luò)合，使溶劑快速離去，使鈣鈦礦達(dá)到快速成核，緩慢結(jié)晶，進(jìn)而提高鈣鈦礦電池的穩(wěn)定性和效率。而在不含n、o、s及p元素中的至少一種的化合物的還原劑時(shí)，碘化物會(huì)和溶劑中的dmso絡(luò)合，使得高鈣鈦礦結(jié)晶速率變快，不利于成核和溶劑的揮發(fā)。

6、在任意實(shí)施方式中，所述還原劑包括次磷酸、紅磷、亞硫酸、l-抗壞血酸、硫代硫酸鈉，次磷酸鈉，草酸，氫硫酸及甲脒亞磺酸中的至少一種。采用上述的還原劑中的至少一種，可以進(jìn)一步減少在制備碘化甲脒過(guò)程中的碘單質(zhì)的析出，提高鈣鈦礦成核的速率，延緩鈣鈦礦的結(jié)晶速率，提高溶劑的揮發(fā)率，進(jìn)而提高鈣鈦礦電池的穩(wěn)定性和效率。在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述還原劑可以?xún)H包括次磷酸、紅磷、亞硫酸、l-抗壞血酸、硫代硫酸鈉，次磷酸鈉，草酸，氫硫酸及甲脒亞磺酸中的一種，在本技術(shù)的另一些實(shí)施例中，也可以同時(shí)包括其中的兩種及兩種以上。

7、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例提出了本技術(shù)第一方面的添加劑在制備碘化甲脒中的應(yīng)用。

8、第三方面，本技術(shù)實(shí)施例提出了一種碘化甲脒的制備方法，使用本技術(shù)第一方面的添加劑。在本技術(shù)碘化甲脒的制備方法的一些實(shí)施例中，使用添加劑并不限定具體的步驟，既可以是在原料中添加劑進(jìn)行預(yù)處理，也可以是在反應(yīng)過(guò)程中添加添來(lái)減少碘單質(zhì)的生成。

9、在任意實(shí)施方式中，碘化甲脒的制備方法包括以下步驟：

10、將氫碘酸與添加劑混合，冷卻保存，得氫碘酸預(yù)處理液；

11、將醋酸甲脒溶液與氫碘酸預(yù)處理液混合，結(jié)晶，洗滌、干燥，得碘化甲脒。

12、通過(guò)在氫碘酸中加入添加劑，冷卻保存，得氫碘酸預(yù)處理液，在氫碘酸中加入還原劑，還原劑會(huì)和氫碘酸中的碘單質(zhì)先進(jìn)行反應(yīng)，使碘單質(zhì)還原為氫碘酸，還原劑被氧化，使得氫碘酸預(yù)處理液中碘單質(zhì)的含量減少。再用氫碘酸預(yù)處理液與醋酸甲脒進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)的主要產(chǎn)物為碘化甲脒，從而減少碘化甲脒中的碘單質(zhì)含量。此外，冷卻保存可以進(jìn)一步減少碘單質(zhì)的生成。而如果是在反應(yīng)過(guò)程中添加還原劑，則部分還原劑會(huì)與醋酸甲脒發(fā)生反應(yīng)，消耗掉反應(yīng)原料醋酸甲脒，生成副反應(yīng)產(chǎn)物，一方面會(huì)存在與碘單質(zhì)反應(yīng)的還原劑減少，碘單質(zhì)含量變高，另一方面會(huì)因?yàn)榇嬖诟狈磻?yīng)產(chǎn)物而不利于鈣鈦礦電池的穩(wěn)定性和循環(huán)性。

13、在任意實(shí)施方式中，步驟將氫碘酸與添加劑混合，冷卻保存，得氫碘酸預(yù)處理液中，

14、添加劑在氫碘酸預(yù)處理液中的質(zhì)量占比為0.1％～10％，添加劑在氫碘酸預(yù)處理液中的質(zhì)量占比小于0.1％時(shí)，對(duì)碘單質(zhì)的抑制效果不夠，沒(méi)有充足的還原劑與碘單質(zhì)反應(yīng)。添加劑在氫碘酸預(yù)處理液中的質(zhì)量占比大于10％時(shí)，還原劑偏多，過(guò)量的還原劑會(huì)與醋酸甲脒發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生副反應(yīng)產(chǎn)物，產(chǎn)生過(guò)多雜質(zhì)，不利于鈣鈦礦電池的穩(wěn)定性和循環(huán)性，同時(shí)也增加了成本?？蛇x地，添加劑在氫碘酸預(yù)處理液中的質(zhì)量占比為0.5％～5％。

15、在任意實(shí)施方式中，步驟將氫碘酸與添加劑混合，冷卻保存，得氫碘酸預(yù)處理液中，

16、冷卻保存的溫度為0～10℃，冷卻溫度低于0℃時(shí)，會(huì)結(jié)冰，不利于還原劑與碘單質(zhì)的反應(yīng)，冷卻溫度高于10℃時(shí)，反應(yīng)溫度過(guò)高，更容易形成碘單質(zhì)，需要更多的還原劑與碘單質(zhì)反應(yīng)；可選地，冷卻保存的溫度為0～5℃；和/或，

17、冷卻保存的時(shí)間為24～72h，冷卻保存的時(shí)間小于24h，還原劑與碘單質(zhì)反應(yīng)不完全，不能充分去除碘單質(zhì)，冷卻保存的時(shí)間大于72h，影響生產(chǎn)效率；可選地，冷卻保存的時(shí)間為36～60h。

18、在任意實(shí)施方式中，步驟將醋酸甲脒溶液與氫碘酸預(yù)處理液混合，結(jié)晶，洗滌、干燥，得碘化甲脒中，

19、醋酸甲脒與氫碘酸物質(zhì)的量之比為1：(0.9～1.2)，合適的物質(zhì)的量之比可以保證反應(yīng)的充分，如果醋酸甲脒比例過(guò)大會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)不充分，使得殘留的醋酸甲脒難于去除。如果氫碘酸比例過(guò)大將會(huì)導(dǎo)致后處理繁瑣，增加處理成本?？蛇x地，醋酸甲脒溶液與氫碘酸物質(zhì)的量之比為1：(1.05～1.1)。

20、在任意實(shí)施方式中，步驟將醋酸甲脒溶液與氫碘酸預(yù)處理液混合，結(jié)晶，洗滌、干燥，得碘化甲脒中，

21、混合的溫度為0～35℃，在此溫度下，可以提高碘化甲脒的得率，溫度低于0℃，溶液會(huì)結(jié)冰，不利于反應(yīng)的進(jìn)行，溫度高于35℃，反應(yīng)速率過(guò)快，反應(yīng)溫度過(guò)高，不利于碘化甲脒的生成；可選地，混合的溫度為0～5℃；和/或，

22、混合的時(shí)間為2～8h，在此時(shí)間下，可以使得氫碘酸與醋酸甲脒反應(yīng)充分，提高碘化甲脒的得率，混合時(shí)間小于2h，反應(yīng)不充分，混合時(shí)間大于8h，影響生產(chǎn)效率；可選地，混合的時(shí)間為3～5h；和/或，

23、結(jié)晶的溫度為0～35℃，溫度低于0℃，會(huì)結(jié)冰，影響碘化甲脒的結(jié)晶，溫度高于35℃會(huì)導(dǎo)致碘化甲脒的結(jié)晶速率過(guò)慢；可選地，結(jié)晶的溫度為0～10℃；和/或，

24、干燥的方式包括真空干燥，其中，干燥的壓力為0～-1bar，真空干燥可以減少碘化甲脒與氧氣的接觸，進(jìn)而減少碘單質(zhì)的生成，壓力大于0bar，氧氣含量偏高，不利于減少碘單質(zhì)的生成，壓力小于-1bar，會(huì)提高制備成本；可選地，干燥的壓力為-0.8～-1bar；和/或，

25、干燥的溫度為40～80℃，溫度低于40℃，不利于溶劑的揮發(fā)，溫度高于80℃，制備過(guò)程中容易造成燙傷的風(fēng)險(xiǎn)；可選地，干燥的溫度為60～70℃；和/或，

26、干燥的時(shí)間為6～15h，干燥時(shí)間小于6h，會(huì)提高溶劑殘留量，干燥時(shí)間大于15h，會(huì)影響生產(chǎn)效率；可選地，干燥的時(shí)間為8～12h。

27、在任意實(shí)施方式中，步驟將醋酸甲脒溶液與氫碘酸預(yù)處理液混合，結(jié)晶，洗滌、干燥，得碘化甲脒包括：

28、將醋酸甲脒溶液與氫碘酸預(yù)處理液混合，得混合液；

29、將混合液蒸發(fā)，去除溶劑，得碘化甲脒粗提物；

30、將碘化甲脒粗提物與溶劑混合，加熱，重結(jié)晶，洗滌，干燥，得碘化甲脒。

31、通過(guò)對(duì)碘化甲脒粗提物進(jìn)行重結(jié)晶，可以進(jìn)一步去除碘化甲脒粗提物中的雜質(zhì)殘留，提高碘化甲脒的純度。在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，根據(jù)不同的需求，重結(jié)晶可以是一次重結(jié)晶，也可以是多次重結(jié)晶。

32、在任意實(shí)施方式中，步驟將碘化甲脒粗提物與溶劑混合，加熱，重結(jié)晶，洗滌，干燥，得碘化甲脒中，

33、溶劑包括乙醇，乙醇作為溶劑，便于去除，減少了碘化甲脒中的雜質(zhì)；和/或，

34、加熱的溫度為30～70℃，有利于碘化甲脒的溶解，溫度低于30℃，碘化甲脒在溶劑中的溶解速率過(guò)慢，溫度高于70℃，乙醇揮發(fā)過(guò)快，不利于重結(jié)晶；可選地，加熱的溫度為40～50℃；和/或，

35、重結(jié)晶的溫度為0～35℃，溫度低于0℃，會(huì)結(jié)冰，影響碘化甲脒的結(jié)晶，溫度高于35℃會(huì)導(dǎo)致碘化甲脒的結(jié)晶速率過(guò)慢；可選地，重結(jié)晶的溫度為0～5℃。

36、第四方面，本技術(shù)實(shí)施例提出了一種碘化甲脒，由本技術(shù)第三方面的碘化甲脒的制備方法制得。

37、第五方面，本技術(shù)實(shí)施例提出了一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，包括本技術(shù)第四方面的碘化甲脒。

38、第六方面，本技術(shù)實(shí)施例提出了一種太陽(yáng)能發(fā)電裝置，包括本技術(shù)第五方面的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。

39、第七方面，本技術(shù)實(shí)施例提出了一種用電裝置，包括本技術(shù)第六方面的太陽(yáng)能發(fā)電裝置。