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专利号: 2020107256974
申请人: 西安电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种全无机钙钛矿纳米线自供能‑短波光电探测器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,清洗FTO导电玻璃衬底:将FTO导电玻璃衬底超声清洗;

步骤2,UV‑zone处理FTO导电玻璃衬底:将清洗过的FTO导电玻璃衬底放在UV‑zone中处理;

步骤3,制备电子传输层:将配置好的TiO2溶胶前驱体旋涂在处理好的FTO导电玻璃衬底上,将旋涂好的TiO2薄膜退火,得到致密的TiO2电子传输层;

步骤4,钙钛矿光吸收层的溶液法制备:

1)将PbI2前驱体溶液滴在制备好的FTO/ TiO2衬底上,按照不同的转速旋涂,将得到的PbI2前驱体薄膜退火,冷却至室温;

2)将CsCl溶液滴在一定旋涂速度的涂有PbI2薄膜衬底中心,退火,薄膜上长出微米级的CsPbIxCl3‑x钙钛矿纳米线结构,得到钙钛矿光吸收层;

步骤5,制备空穴传输层:

将空穴传输层材料Spiro‑MeOTAD混合物溶液、PTAA、P3HT、CuI、NiOx或MoOx中的一种或多种在室温条件下旋涂在钙钛矿吸收层上,得到空穴传输层;

步骤6,制备电极:采用热蒸镀的方式在空穴传输层上沉积金属电极,或直接采用丝网印刷技术在钙钛矿层上沉积碳电极,得到光电探测器。

2.根据权利要求1所述的全无机钙钛矿纳米线自供能‑短波光电探测器的制备方法,其特征在于,所述步骤3中,以2000‑4000 rpm的转速旋涂在处理好的FTO导电玻璃衬底上,将旋涂好的TiO2薄膜在50‑70 ℃预热20‑30 min后,在120‑200 min时间内从室温加热到450‑

500℃,退火40‑60min;所述致密的TiO2电子传输层厚度为40‑80 nm。

3.根据权利要求1所述的全无机钙钛矿纳米线自供能‑短波光电探测器的制备方法,其特征在于,所述步骤4中,PbI2前驱体溶液是按照体积比将PbI2溶解于DMSO或DMF中制得;

PbI2前驱体溶液浓度为0.5‑1.2 mol/L。

4.根据权利要求1所述的全无机钙钛矿纳米线自供能‑短波光电探测器的制备方法,其特征在于,所述步骤4‑1)中,以1000‑1500rpm的速度旋涂20‑40 s,接着4000‑5000 rpm 的速度旋转20‑40 s;得到的PbI2前驱体薄膜,将得到的PbI2前驱体薄膜在150‑250℃退火5min后,冷却至室温。

5.根据权利要求1所述的全无机钙钛矿纳米线自供能‑短波光电探测器的制备方法,其特征在于,所述步骤4‑2)中,将CsCl溶液滴在旋涂速度为4000‑5000 rpm的涂有PbI2薄膜衬底中心,在200 ℃退火20‑40 min;

所述CsCl溶液是将CsCl颗粒溶解于甲醇或异丙醇中制备浓度为2‑8mg/L的溶液。

6.根据权利要求1所述的全无机钙钛矿纳米线自供能‑短波光电探测器的制备方法,其特征在于,所述步骤5中,Spiro‑MeOTAD混合物溶液是按照质量比将4‑8%的Spiro‑MeOTAD、

0.6‑1.0%的锂盐Li‑TFSI、2.0‑2.4%的4‑叔丁基吡啶t‑BP和89‑93%的氯苯混合搅拌24‑36 h得到。

7.根据权利要求1所述的全无机钙钛矿纳米线自供能‑短波光电探测器的制备方法,其特征在于,在室温条件下将空穴传输层材料旋涂在钙钛矿光吸收层上,旋涂速度为2000‑

4000rpm,时间为30‑40s。

8.根据权利要求1所述的全无机钙钛矿纳米线自供能‑短波光电探测器的制备方法,其‑5特征在于,所述步骤6中,热蒸镀法沉积金属电极时,在腔室真空度10  Pa以下的条件下,以

1.0 1.2 Å/s的速率蒸镀100 120 nm的金属电极。

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9.根据权利要求1所述的全无机钙钛矿纳米线自供能‑短波光电探测器的制备方法,其特征在于,所述步骤6中,直接采用丝网印刷技术在空穴传输层上沉积碳电极,将导电碳浆2

料沉积在空穴传输层上,碳电极的面积为0.09‑1 cm ,然后100‑120 ℃退火10‑15 min,厚度控制在800‑1000nm。

10.一种基于权利要求1‑9任一项所述方法制备的全无机钙钛矿纳米线的自供能‑短波光电探测器,其特征在于,包括自下而上的玻璃衬底、FTO电极、电子传输层、钙钛矿光吸收层、空穴传输层和电极;

所述钙钛矿光吸收层为CsPbIxCl3‑x钙钛矿纳米线;

所述电子传输层包括氧化锡、氧化钛或铝锌氧化物;

所述空穴传输层为Spiro‑OMeTAD、PTAA、P3HT、CuI、NiOx或MoOx中的一种或多种;

所述电极为不透明或半透明的金、银电极或导电碳材料电极。