[发明专利]基于甲基紫精配体的金属有机杂化钙钛矿铁电体薄膜在用于光伏产业方面的应用

说明书

本发明公开了一种基于甲基紫精配体的金属有机杂化钙钛矿铁电体(MV)[BiI₃Cl₂]薄膜在用于光伏产业、光电器件方面的应用，包括：太阳能电池、光电管、光控继电器、光电探测器。本发明所述(MV)[BiI₃Cl₂]通过紫外可见漫反射谱测试，显示在紫外波段至近红外波段对光有很强的吸光度。这将使得应用于(MV)[BiI₃Cl₂]材料的器件具备对太阳光宽波段的吸收性质。

技术领域

本发明属于光电材料领域，尤其是涉及一种新型不含铅的金属有机杂化材料(MV)[BiI₃Cl₂]在光伏产业和光电器件方面的应用，将在具备铁电性和光电效应的太阳能电池、光电管、光控继电器、光电探测器具有很强的应用潜力。

背景技术

光电效应是指能够将光能转化为电能的效应，具备光电效应的材料称为光电材料。传统光电材料以硅等无机材料为主，制备工艺复杂，成本较贵，并且往往对环境具有破坏性，因此探索制备工艺简单、成本低廉、环境友好型的新型光电材料将具有很高的应用意义。

金属有机杂化钙钛矿材料的研究热潮肇始于其在光伏太阳电池中的突出应用效果。其中金属卤素钙钛矿具有光电转换效率高、制备流程简单且成本较低的特点，目前报道的钙钛矿太阳能电池的效率达到了 22.7%，是目前太阳能电池材料的研究焦点，并且在其它光电器件如光电管、光控继电器、光电探测器方面也展现出优异的性质，在光电材料与器件领域有广泛的应用前景。

近些年来，人们相继探索将物质的多种物理性能结合起来以制备出性能更加优异的器件，具备铁电性、铁磁性的物质因其本身的铁电、铁磁性能能够在自然条件下对载流子的分离提供一种内在驱动，受到了很多科研工作者的关注，其中将光电效应和物质的铁电性结合起来将提高光生载流子的分离，这在光电器件的应用上具有很高的潜在应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于甲基紫精配体的金属有机杂化钙钛矿铁电体(MV)[BiI₃Cl₂] 薄膜在用于光伏产业、光电器件方面的应用，主要包括：太阳能电池、光电管、光控继电器、光电探测器；所述MV是甲基紫精双阳离子，为材料中有机配体，它的形成通过4,4’-联吡啶、甲醇、氢碘酸反应后所得，其结构为

本发明所述的应用，其中金属有机杂化钙钛矿铁电体(MV)[BiI₃Cl₂]薄膜的物理气相沉积法按如下的步骤进行：

（1）将纯化的(MV)[BiI₃Cl₂]放在50×20×20（mm）石英方舟中；

（2）将放有(MV)[BiI₃Cl₂]样品的石英方舟放入管式炉玻璃管中，方舟位置位于加热丝正上方，同时材料也正对加热丝；

（3）将放有掺铌钛酸锶的50×20×15（mm）石英方舟放入管式炉玻璃管中，距离放有(MV)[BiI₃Cl₂]样品的方舟2cm至15cm，此处掺铌钛酸锶使用单抛类型，光面向上；

（4）密封管式炉玻璃管，通入氮气5分钟，排出管式炉玻璃管中空气；

（5）打开管式炉，将温度参数设置为10分钟从室温加热至350℃，在350℃保温半小时，之后关闭管式炉，使管式炉玻璃管内温度自然降低至室温，在此过程中需同时打开氮气；

（6）等管式炉玻璃管温度降低至室温后拿出两个方舟，在掺铌钛酸锶基片上即生长出(MV)[BiI₃Cl₂]薄膜。