[发明专利]一种吸收光谱可调钙钛矿结构有机‑无机三元合金杂合物薄膜光阳极及其制备方法

权利要求书

1.一种吸收光谱可调钙钛矿结构有机-无机三元合金杂合物薄膜光阳极的制备方法，其特征在于，所述吸收光谱可调钙钛矿结构有机-无机三元合金杂合物薄膜光阳极包括依次层叠的导电玻璃层、二氧化钛层和钙钛矿结构有机-无机三元合金杂合物层；所述钙钛矿结构有机-无机三元合金杂合物的通式为RNH₃(Pb_xSn_1-x)_yGe_1-yI₃，其中R选自CH₃、C₂H₅或C₃H₇，0<x<1，0<y<1；所述制备方法包括以下步骤：

(1)RNH₃(Pb_xSn_1-x)I₃的合成：按照化学计量比取RNH₃I、PbI₂和SnI₂，溶解在HI与H₃PO₂混合溶剂中，90～120℃下反应，反应结束后冷却过滤得到RNH₃(Pb_xSn_1-x)I₃晶体；

(2)RNH₃GeI₃的合成：将GeO₂溶解在HI与H₃PO₂混合溶剂中，80～100℃下反应，反应结束后冷却过滤，在滤液中添加与GeO₂等摩尔的RNH₃I，加热至沸腾后，冷却过滤得到RNH₃GeI₃晶体；

(3)RNH₃(Pb_xSn_1-x)yGe_1-yI₃的制备：将RNH₃(Pb_xSn_1-x)I₃与RNH₃GeI₃按照化学计量比混合均匀，即得到钙钛矿结构三元合金杂合物RNH₃(Pb_xSn_1-x)_yGe_1-yI₃；

(4)光阳极的制备：在导电玻璃上沉积二氧化钛，获得导电玻璃/二氧化钛复合层；将RNH₃(Pb_xSn_1-x)_yGe_1-yI₃溶解在DMF中得到杂合物溶液，将杂合物溶液滴于导电玻璃/二氧化钛复合层二氧化钛的一面上，旋涂，旋涂后烘干剩余溶剂即可得到所述吸收光谱可调钙钛矿结构有机-无机三元合金杂合物薄膜光阳极。

2.如权利要求1所述的吸收光谱可调钙钛矿结构有机-无机三元合金杂合物薄膜光阳极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，混合溶剂中HI与H₃PO₂的体积比为2:1～5:1，PbI₂和SnI₂的化学计量比为1:9～9:1，溶解后溶液的总浓度为0.10～0.14mol/L，反应时间为3～5h。

3.如权利要求1所述的吸收光谱可调钙钛矿结构有机-无机三元合金杂合物薄膜光阳极的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，混合溶剂中HI与H₃PO₂的体积比为1:2～2:1，溶解后溶液中GeO₂的浓度为0.4～0.6mol/L，反应时间为4～6h。

4.如权利要求1所述的吸收光谱可调钙钛矿结构有机-无机三元合金杂合物薄膜光阳极的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，RNH₃(Pb_xSn_1-x)I₃与RNH₃GeI₃的化学计量比为1:9～9:1。

5.如权利要求1所述的吸收光谱可调钙钛矿结构有机-无机三元合金杂合物薄膜光阳极的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述杂合物溶液的质量分数为30～50％，所述旋涂速率为3000～5000rpm，旋涂时间为30～60s。