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专利号: 201710981712X
申请人: 吉林大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于电子俘获诱导空穴注入形成光增益的钙钛矿光电器件,其特征在于:从下至上,依次由具有ITO导电薄膜的玻璃衬底、PEDOT-PSS空穴传输层、CH3NH3PbI3钙钛矿感光薄膜、PCBM电子萃取层、PCBM:F4-TCNQ混合材料电子俘获层、BCP修饰层、Au电极构成;混合材料电子俘获层中,PCBM和F4-TCNQ的质量比为2~8:1;其中,PEDOT-PSS为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸;PCBM为[6,6]-苯基C61丁酸甲酯;F4-TCNQ为2,3,5,6-四氟-7,7',

8,8'-四氰二甲基对苯醌;BCP为2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-菲罗啉。

2.如权利要求1所述的一种基于电子俘获诱导空穴注入形成光增益的钙钛矿光电器件,其特征在于:ITO导电薄膜的厚度为150~300nm,PEDOT-PSS空穴传输层的厚度为10~

20nm,CH3NH3PbI3钙钛矿感光薄膜的厚度为300~450nm,PCBM电子萃取层的厚度为20~

40nm,PCBM:F4-TCNQ混合材料电子俘获层的厚度为10~20nm,BCP修饰层的厚度为4~12nm,Au电极的厚度为30~50nm。

3.权利要求1或2所述的一种基于电子俘获诱导空穴注入形成光增益的钙钛矿光电器件的制备方法,其步骤如下:(1)清洗衬底

将具有ITO导电薄膜的玻璃衬底依次置于丙酮、乙醇和去离子水中,分别超声清洗10~

15分钟,然后烘干;

(2)旋涂法制备PEDOT-PSS空穴传输层

配制质量分数为1.3~1.7%的PEDOT-PSS水溶液,然后将该溶液旋涂于步骤(1)得到的清洗后的ITO导电薄膜表面,旋涂转速为3000~4500转/分钟,旋涂时间为30~50秒;然后于

100~150℃条件下退火10~15分钟,最后冷却至室温;

(3)旋涂法制备CH3NH3PbI3钙钛矿感光薄膜

将CH3NH3PbI3钙钛矿前驱溶液旋涂于步骤(2)得到的PEDOT-PSS空穴传输层表面,旋涂转速为3000~4000转/分钟,旋涂时间为30~50秒,在旋涂开始的第5~10秒向PEDOT-PSS空穴传输层表面滴加0.3~0.5mL乙醚;最后于80~120℃条件下退火10~15分钟;

(4)旋涂法制备PCBM电子萃取层

配制浓度为25~40mg/mL的PCBM的氯苯溶液,室温搅拌2~4小时,旋涂于步骤(3)得到的CH3NH3PbI3钙钛矿感光薄膜表面,旋涂转速为2000~4000转/分钟,旋涂时间为30~50秒;

然后于100~150℃条件下退火5~10分钟;

(5)旋涂法制备PCBM:F4-TCNQ混合材料电子俘获层

将PCBM:F4-TCNQ混合溶液旋涂于步骤(4)得到的PCBM电子萃取层的表面,旋涂转速为

2000~4000转/分钟,旋涂时间为30~50秒;然后于100~150℃条件下退火5~10分钟;

(6)真空蒸镀法制备BCP修饰层和Au电极

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在5×10 ~8×10 Pa真空条件下,在步骤(5)得到的PCBM:F4-TCNQ电子俘获层的表面依次蒸镀BCP修饰层和Au电极,从而得到基于电子俘获诱导空穴注入形成光增益的CH3NH3PbI3钙钛矿光电器件。

4.如权利要求3所述的一种基于电子俘获诱导空穴注入形成光增益的钙钛矿光电器件的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述的CH3NH3PbI3钙钛矿前驱溶液是将1~1.5mmol的CH3NH3I和1~1.5mmol的PbI2溶于0.6~1mL的DMF溶剂中,室温搅拌8~12小时,得到前驱溶液。

5.如权利要求3所述的一种基于电子俘获诱导空穴注入形成光增益的钙钛矿光电器件的制备方法,其特征在于:步骤(5)所述的PCBM:F4-TCNQ混合溶液是将4~12mg的PCBM和1~

8mg的F4-TCNQ溶于1~1.5mL氯苯中,加入的PCBM和F4-TCNQ的质量比为2~8:1,室温搅拌2~4小时,得到混合溶液。