[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

摘要

本发明提供了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，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(PbxSn1‑x)yGe1‑yI3，其中R＝CH3、C2H5或C3H7，0<x<1，0<y<1。将钙钛矿结构有机‑无机三元合金杂合物矿作为光阳极吸收层。与现有的钙钛矿薄膜光阳极相比，本发明将钙钛矿结构有机‑无机三元合金杂合物矿作为光阳极吸收层，降低了吸收材料的毒性，扩宽了吸收层材料的光谱吸收，通过调整金属元素的比例可实现钙钛矿吸收材料的带隙调控。

主权项

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(PbxSn1‑x)yGe1‑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(PbxSn1‑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(PbxSn1‑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(PbxSn1‑x)yGe1‑yI3的制备：将RNH3(PbxSn1‑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(PbxSn1‑x)yGe1‑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(PbxSn1‑x)yGe1‑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。