r>[0086]實(shí)施例15
[0087]與實(shí)施例1不同在于，步驟⑴中，反應(yīng)溫度為120°C。
[0088]最后，獲得鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極，吸收光譜接近100nm,光電轉(zhuǎn)換效率為5.5%。
[0089]實(shí)施例16
[0090]與實(shí)施例1不同在于，步驟⑴中，混合溶劑中HI與H3PO2的體積比為5:1，溶解后溶液的總濃度為0.10mol/Lo
[0091]最后，獲得鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極，吸收光譜接近100nm,光電轉(zhuǎn)換效率為4.7 %。
[0092]實(shí)施例17
[0093]與實(shí)施例1不同在于，步驟⑴中，混合溶劑中HI與H3PO2的體積比為2:1，溶解后溶液的總濃度為0.14mol/Lo
[0094]最后，獲得鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極，吸收光譜接近100nm,光電轉(zhuǎn)換效率為4.9 %。
[0095]實(shí)施例18
[0096]與實(shí)施例1不同在于，步驟⑴中，反應(yīng)時(shí)間為3h。
[0097]最后，獲得鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極，吸收光譜接近680nm，光電轉(zhuǎn)換效率為1.3%。
[0098]實(shí)施例19
[0099]與實(shí)施例1不同在于，步驟⑴中，反應(yīng)時(shí)間為5h。
[0100]最后，獲得鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極，吸收光譜接近100nm,光電轉(zhuǎn)換效率為4.9 %。
[0101]實(shí)施例20
[0102]與實(shí)施例1不同在于，步驟⑵中，混合溶劑中HI與H3PO2的體積比為1:2，溶解后溶液中GeC^A濃度為0.6mol/Lo
[0103]最后，獲得鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極，吸收光譜接近100nm,光電轉(zhuǎn)換效率為3.5%。
[0104]實(shí)施例21
[0105]與實(shí)施例1不同在于，步驟⑵中，混合溶劑中HI與H3PO2的體積比為2:1，溶解后溶液中GeOjA濃度為0.4mol/Lo
[0106]最后，獲得鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極，吸收光譜接近100nm,光電轉(zhuǎn)換效率為4.0 %。
[0107]實(shí)施例22
[0108]與實(shí)施例1不同在于，步驟⑵中，反應(yīng)時(shí)間為4h。
[0109]最后，獲得鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極，吸收光譜接近100nm,光電轉(zhuǎn)換效率為4.9 %。
[0110]實(shí)施例23
[0111]與實(shí)施例1不同在于，步驟⑵中，反應(yīng)時(shí)間為6h。
[0112]最后，獲得鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極，吸收光譜接近100nm,光電轉(zhuǎn)換效率為5.3%。
[0113]實(shí)施例24
[0114]與實(shí)施例1不同在于，導(dǎo)電玻璃層為ATO，導(dǎo)電玻璃層的厚度為250nm、二氧化鈦層的厚度為δΟΟηπκΙ1?鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物層的厚度為300nm。
[0115]最后，獲得鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極，吸收光譜接近880nm，光電轉(zhuǎn)換效率為2.3%。
[0116]實(shí)施例25
[0117]與實(shí)施例1不同在于，步驟(4)中，旋涂時(shí)間為30s。
[0118]最后，獲得鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極，吸收光譜接近880nm，光電轉(zhuǎn)換效率為2.5%。
[0119]實(shí)施例26
[0120]與實(shí)施例1不同在于，步驟(4)中，旋涂時(shí)間為60s。
[0121]最后，獲得鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極，吸收光譜接近100nm,光電轉(zhuǎn)換效率為3.5%。
[0122]實(shí)施例27
[0123]與實(shí)施例13不同在于，R為異丙基。
[0124]最后，獲得鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極，吸收光譜接近740nm，光電轉(zhuǎn)換效率為3.4%。
[0125]通過上述方法，可獲得吸收光譜可調(diào)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極，降低了材料的毒性，吸收波譜范圍擴(kuò)寬至lOOOnm，具有高達(dá)5.7%的光電轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)，通過調(diào)整Sn、Pb、Ge的比例可實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦吸收材料的帶隙調(diào)控，獲得不同光譜響應(yīng)波段和光電性能的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極，為吸收光譜可調(diào)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜太陽(yáng)電池的研制提供條件。
[0126]雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但是熟悉技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，我們所描述的具體的實(shí)施方式只是說明性的，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可依照本發(fā)明的精神作等效修飾及變化。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種吸收光譜可調(diào)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極，其特征在于，包括依次層疊的導(dǎo)電玻璃層、二氧化鈦層和鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物層；所述鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物的通式為RNH3 (PbxSrvx) yGei_yI3，其中R選自CH3、C2H5或 C 3H7，0<x<l,0<y<lo
2.如權(quán)利要求1所述的吸收光譜可調(diào)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極，其特征在于，所述導(dǎo)電玻璃選自FTO、ITO、ATO或AZO。
3.如權(quán)利要求1或2所述的吸收光譜可調(diào)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極，其特征在于，0.1彡X彡0.9，0.1彡y彡0.9。
4.如權(quán)利要求1或2所述的吸收光譜可調(diào)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極，其特征在于，所述導(dǎo)電玻璃層的厚度為250?350nm，所述二氧化鈦層的厚度為100?600nm，所述鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物層的厚度為300?700nm。
5.一種如權(quán)利要求1所述的吸收光譜可調(diào)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)RNH3 (PbxSn1J I3的合成:按照化學(xué)計(jì)量比取RNH 31、PbIjP SnI 2，溶解在HI與H3PO2混合溶劑中，90?120°C下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻過濾得到RNH3(PbxSn1J I3晶體； (2)RNH3GeI3的合成:將GeO 2溶解在HI與H #02混合溶劑中，80?100°C下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻過濾，在濾液中添加與6^2等摩爾的RNH3I,加熱至沸騰后，冷卻過濾得到RNH3GeI3晶體； ⑶RNH3 (PbxSn1J yGei_yI3的制備:將RNH 3 (PbxSn1J 13與RNH 3GeI3按照化學(xué)計(jì)量比混合均勻，即得到鈣鈦礦結(jié)構(gòu)三元合金雜合物RNH3 (PbxSn1J yGei_yI3; (4)光陽(yáng)極的制備:在導(dǎo)電玻璃上沉積二氧化鈦，獲得導(dǎo)電玻璃/ 二氧化鈦復(fù)合層；將RNH3 (PbxSn1J yGei_yI3溶解在DMF中得到雜合物溶液，將雜合物溶液滴于導(dǎo)電玻璃/ 二氧化鈦復(fù)合層二氧化鈦的一面上，旋涂，旋涂后烘干剩余溶劑即可得到所述吸收光譜可調(diào)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極。
6.如權(quán)利要求5所述的吸收光譜可調(diào)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極的制備方法，其特征在于，步驟⑴中，混合溶劑中HI與H3PO2的體積比為2:1?5:1，PbIjP SnI 2的化學(xué)計(jì)量比為1:9?9:1，溶解后溶液的總濃度為0.10?0.14mol/L，反應(yīng)時(shí)間為3?5h。
7.如權(quán)利要求5所述的吸收光譜可調(diào)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，混合溶劑中HI與H3PO2的體積比為1:2?2:1，溶解后溶液中GeOj^濃度為0.4?0.6mol/L，反應(yīng)時(shí)間為4?6h。
8.如權(quán)利要求5所述的吸收光譜可調(diào)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極的制備方法，其特征在于，步驟⑶中，RNH3 (PbxSn1J 13與RNH3GeI^化學(xué)計(jì)量比為1:9?9:1。
9.如權(quán)利要求5所述的吸收光譜可調(diào)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述雜合物溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30?50%，所述旋涂速率為3000?5000rpm，旋涂時(shí)間為30?60s。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種吸收光譜可調(diào)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物薄膜光陽(yáng)極及其制備方法，包括依次層疊的導(dǎo)電玻璃層、二氧化鈦層和鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物層，所述鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物的通式為RNH3(PbxSn1-x)yGe1-yI3，其中R＝CH3、C2H5或C3H7，0<x<1，0<y<1。將鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物礦作為光陽(yáng)極吸收層。與現(xiàn)有的鈣鈦礦薄膜光陽(yáng)極相比，本發(fā)明將鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)三元合金雜合物礦作為光陽(yáng)極吸收層，降低了吸收材料的毒性，擴(kuò)寬了吸收層材料的光譜吸收，通過調(diào)整金屬元素的比例可實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦吸收材料的帶隙調(diào)控。
【IPC分類】H01L51-56, H01L51-52, H01L51-54
【公開號(hào)】CN104851987
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510166025
【發(fā)明人】徐雪青, 王軍霞, 梁柱榮, 徐剛
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年4月9日