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专利号: 2016108634485
申请人: 湖北大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-10-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于ZnO-钙钛矿结构的紫外-可见可调光电探测器,它主要由透明导电玻璃、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层、金属电极组成,其特征在于结构为FTO/ZnO纳米棒/CH3NH3PbI3/Spiro-OMe TAD/Au的有机无机杂化太阳能电池结构;其中ZnO纳米棒为电子传输层;通过两步法合成的CH3NH3PbI3钙钛矿是吸光层,也是p-n结的p型材料;Spiro-OMe TAD作为空穴传输层,同时也是电子阻挡层;金属电极是由Au膜组成。

2.一种基于ZnO-钙钛矿结构的紫外-可见可调光电探测器的制备方法,其步骤如下:(1)分别用去离子水、丙酮、酒精超声FTO各15分钟,然后用紫外臭氧环境处理30分钟;

(2)采用旋涂法制备ZnO种子层

用1.5M的醋酸锌溶液溶解在甲醇溶液中随后搅拌10分钟,采用4000r/min的转速旋涂在FTO上,时间为20秒。在110℃条件下烘干10min,再转移到马沸炉中进行退火,时间为2h;

(3)在ZnO种子层上制备ZnO纳米棒。

用0.6g聚醚酰亚胺(PEI)加入到150ml去离子水中搅拌,然后加入50mmol/L六水硝酸锌(Zn(NO3)2·6H2O)和30mmol/L六次甲基四胺(C6H12N4),充分搅拌30分钟,将步骤(2)样品放入溶液中,在90度环境下反应2小时,从溶液中取出来后将样品充分吹干。纳米棒在脉冲激光沉积(PLD)系统中,温度为350℃的空气中退火,随后自动降温至室温;

(4)用两步法在样品上合成钙钛矿层

先将1M PbI2溶解在DMF(N,N-二甲基甲酰胺)中,在70℃条件下保温15h使之充分溶解,然后过滤备用;将CH3NH3I溶解在异丙醇溶液中搅拌十分钟备用;PbI2溶液采用3000转20秒旋涂在ZnO纳米棒上,然后在热台上烤干,10分钟后,在CH3NH3I异丙醇溶液中浸泡3分钟,然后吹干;

所述的CH3NH3I的合成方法为,将氢碘酸和甲胺在0度冰水混合物中反应2小时,得到的溶液在50度下蒸发1小时,再用乙醚洗3-4次,得到纯净的CH3NH3I。

(5)做完钙钛矿层后再旋涂HTM层。这里HTM层的材料采用spiro-OMeTAD,条件为在2000转下保持30秒;

(6)最后采用蒸发蒸镀的方法制备金电极,蒸发速率为 蒸镀的Au电极的厚度最终为50-60nm;

(7)检测样品性能

在步骤(3)温度为300℃~350℃的空气中退火,所制备样品可以探测可见光;在步骤(3)温度为300℃~350℃的真空中退火,所制备样品可以探测紫外光。

至此,即可制作成一个完整的紫外-可见可调的光电探测器。

3.根据权利要求1所述一种基于ZnO-钙钛矿结构的紫外-可见可调光电探测器,其特征在于步骤(3)中所述的纳米棒在脉冲激光沉积(PLD)系统中,温度为350℃的真空中退火,随后自动降温至室温。