多孔性金属卤化物膜、其制备方法及利用其的钙钛矿结构的有机金属卤化物的制备方法技术

本发明专利技术涉及与有机卤化物进行反应来转换为钙钛矿结构的有机金属卤化物的有机金属卤化物制备用多孔性金属卤化物膜、其制备方法及利用其的钙钛矿结构的有机金属卤化物的制备方法，详细地，本发明专利技术的多孔性金属卤化物膜满足以下关系式1，关系式1：I(101)/I(001)≥0.5，关系式1中，I(101)为利用多孔性金属卤化物膜的CuKα射线的X射线衍射图案中的(101)面的衍射强度，I(001)为相同的X射线衍射图案中的(001)面的衍射强度。

【技术实现步骤摘要】
多孔性金属卤化物膜、其制备方法及利用其的钙钛矿结构的有机金属卤化物的制备方法
本专利技术涉及多孔性金属卤化物膜、其制备方法及利用其的钙钛矿结构的有机金属卤化物的制备方法，详细地，涉及可在极其短的时间内转换为光电转换效率优秀的钙钛矿结构的有机金属卤化物的多孔性金属卤化物膜、其制备方法及利用其的钙钛矿结构的有机金属卤化物的制备方法。
技术介绍
还被称为有机金属卤化物钙钛矿化合物(Organometalhalideperovskitecompound)或者有机无机钙钛矿化合物的钙钛矿结构的有机金属卤化物包含有机阳离子(A)、金属阳离子(M)以及卤阴离子(X)，由AMX3的化学式代表的物质。目前，将有机无机钙钛矿化合物用作光吸收体的钙钛矿太阳能电池在如染料敏化及有机太阳能电池等下一代太阳能电池中最接近商用化，报告称效率达20％(韩国公开专利第2014-0035284号)，对于有机无机钙钛矿化合物的关注度逐渐变高。这种有机无机钙钛矿化合物的材料成本非常低，能够进行低温工序或低价的溶液工序而商业性优秀，然而目前对于如卷对卷(rolltoroll)连续工序等能够进行大量生产的商业化工序及大面积化的研究不够完善。现有技术文献专利文献：韩国公开专利第2014-0035284号。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供可在极其短的时间内转换为钙钛矿结构的有机金属卤化物，从而可通过如连续工序等商业性优秀的工序大量生产含有有机金属卤化物的器件的金属卤化物膜。本专利技术再一目的在于，提供可控制晶体取向性而可转换为具有优秀的光电转换特性的有机金属卤化物的金属卤化物膜。本专利技术的另一目的在于，提供金属卤化物膜的制备方法。本专利技术的又一目的在于，提供利用金属卤化物膜的钙钛矿结构的有机金属卤化物的制备方法。本专利技术的金属卤化物膜为多孔性膜，满足以下关系式1。(关系式1)I(101)/I(001)≥0.5关系式1中，I(101)为利用多孔性金属卤化物膜的CuKα射线的X射线衍射图案中的(101)面的衍射强度，I(001)为相同的X射线衍射图案中的(001)面的衍射强度。本专利技术一实施例的金属卤化物膜中，I(101)/I(001)可以为5以上。本专利技术一实施例的金属卤化物膜中，在掠入射广角X射线散射(GIWAXS；GrazingIncidenceWideAngleX-rayScattering)光谱中，金属卤化物膜以根据辐射角的(101)面的散射强度为基准，在10°至80°的辐射角范围具有连续的散射强度，还可满足以下关系式2及关系式3。(关系式2)0.7≤I55/I10≤1.5I55为以根据辐射角的(101)面的散射强度为基准的55°辐射角下的强度，I10为以根据相同的辐射角的(101)面的散射强度为基准的10°辐射角下的强度，(关系式3)0.7≤I55/I80≤1.5I55的定义与关系式2的定义相同，I80为以根据辐射角的(101)面的散射强度为基准的80°辐射角下的强度。本专利技术一实施例的金属卤化物膜还可满足以下关系式4。(关系式4)Ap≥0.05关系式4中，Ap意味着多孔性金属卤化物膜的每单位面积中气孔占有的面积。本专利技术一实施例的金属卤化物膜还可满足以下关系式5。(关系式5)|Ap(center)－Ap(corner)|/Ap(center)×100≤10％关系式5中，Ap(center)意味着在以2英寸×2英寸为基准的多孔性金属卤化物膜的中间区域的每单位面积中气孔占有的面积，Ap(corner)意味着在相同的多孔性金属卤化物膜的边缘区域的每单位面积中气孔占有的面积。本专利技术一实施例的金属卤化物膜中，金属卤化物膜的厚度可以为1μm至1000μm。本专利技术一实施例的金属卤化物膜可以为与有机卤化物进行反应来转换为钙钛矿结构的有机金属卤化物(钙钛矿化合物)的有机金属卤化物制备用(钙钛矿化合物制备用)。本专利技术的多孔性金属卤化物膜的制备方法包括使含有金属卤化物-客体分子加合物(adductofmetalhalideandguestmolecule)的前驱体膜(adductlayer)与满足以下关系式6的极性质子性溶剂相接触来制备多孔性金属卤化物膜的步骤。(关系式6)δh(gm)＜δh(pa)关系式6中，δh(gm)为客体分子(guestmolecule)的汉森溶解度参数(Hansensolubilityparameter)中的氢键成分(δh，hydrogenbondingcomponent，MPa0.5)，δh(pa)为极性质子性溶剂的汉森溶解度参数(Hansensolubilityparameter)中的氢键成分(δh，hydrogenbondingcomponent，MPa0.5)。本专利技术一实施例的多孔性金属卤化物膜的制备方法中，上述极性质子性溶剂还可满足以下关系式7及关系式8。(关系式7)0.8≤δt(pa)/δt(gm)≤1.1关系式7中，δt(gm)为客体分子的汉森溶解度参数(Hansensolubilityparameter，MPa0.5)，δt(pa)为极性质子性溶剂的汉森溶解度参数(Hansensolubilityparameter，MPa0.5)。(关系式8)7.0≤δp(gm)－δp(pa)≤15.0关系式8中，δp(gm)为客体分子的汉森溶解度参数(Hansensolubilityparameter)中的分散成分(δp，dispersioncomponent，MPa0.5)，δp(pa)为极性质子性溶剂的汉森溶解度参数(Hansensolubilityparameter，MPa0.5)中的分散成分(δp，dispersioncomponent，MPa0.5)。本专利技术一实施例的多孔性金属卤化物膜的制备方法中，上述极性质子性溶剂还可满足以下关系式9。(关系式9)0.5≤Vm(pa)/Vm(gm)≤1.15关系式9中，Vm(pa)为极性质子性溶剂的摩尔体积(molarvolume)，Vm(gm)为客体分子的摩尔体积(molarvolume)。本专利技术一实施例的多孔性金属卤化物膜的制备方法中，客体分子可以为金属卤化物的溶剂。本专利技术一实施例的多孔性金属卤化物膜的制备方法中，上述客体分子可以为二甲基亚砜(DMSO)、N-甲基-2-吡咯烷酮(N-Methyl-2-pyrrolidone，NMP)、2，2'-联吡啶(2，2'-bipyridine)、4，4'-联吡啶-N，N'-二氧化物(4，4'-bipyridine，4，4'-bipyridine-N，N'-dioxide)、吡嗪(Pyrazine)、1，10-邻二氮杂菲(1，10-phenanthroline)、2-甲基吡啶(2-Methylpyridine)或者聚(氧化乙烯)(Poly(ethyleneoxide))。本专利技术一实施例的多孔性金属卤化物膜的制备方法中，上述极性质子性溶剂可以为醇类。本专利技术一实施例的多孔性金属卤化物膜的制备方法可包括：步骤a)，作为膜形成步骤，将含有金属卤化物及客体分子的加合物溶液涂覆于基材上，来形成含有上述金属卤化物-客体分子加合物的前驱体膜；以及步骤b)，使上述前驱体膜与上述极性质子性溶剂相接触，来形成多孔性金属卤化物膜。本专利技术一实施例的金属卤化物膜的制备方法中，步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔性金属卤化物膜，其特征在于，满足以下关系式1，关系式1：I(101)/I(001)≥0.5，关系式1中，I(101)为利用多孔性金属卤化物膜的CuKα射线的X射线衍射图案中的(101)面的衍射强度，I(001)为相同的X射线衍射图案中的(001)面的衍射强度。

【技术特征摘要】
2017.03.14 KR 10-2017-0031795;2018.03.13 KR 10-2011.一种多孔性金属卤化物膜，其特征在于，满足以下关系式1，关系式1：I(101)/I(001)≥0.5，关系式1中，I(101)为利用多孔性金属卤化物膜的CuKα射线的X射线衍射图案中的(101)面的衍射强度，I(001)为相同的X射线衍射图案中的(001)面的衍射强度。2.根据权利要求1所述的多孔性金属卤化物膜，其特征在于，上述I(101)/I(001)为5以上。3.根据权利要求1所述的多孔性金属卤化物膜，其特征在于，在掠入射广角X射线散射光谱中，上述金属卤化物膜以根据辐射角的(101)面的散射强度为基准，在10°至80°的辐射角范围内具有连续的散射强度，还满足以下关系式2及关系式3，关系式2：0.7≤I55/I10≤1.5，I55为以根据辐射角的(101)面的散射强度为基准的55°辐射角下的强度，I10为以根据相同的辐射角的(101)面的散射强度为基准的10°辐射角下的强度，关系式3：0.7≤I55/I80≤1.5，I55的定义与关系式2的定义相同，I80为以根据辐射角的(101)面的散射强度为基准的80°辐射角下的强度。4.根据权利要求1所述的多孔性金属卤化物膜，其特征在于，还满足以下关系式4，关系式4：Ap≥0.05，关系式4中，Ap意味着多孔性金属卤化物膜的每单位面积中气孔占有的面积。5.根据权利要求1所述的多孔性金属卤化物膜，其特征在于，还满足以下关系式5，关系式5：|Ap(center)－Ap(corner)|/Ap(center)×100≤10％，关系式5中，Ap(center)意味着在以2英寸×2英寸为基准的多孔性金属卤化物膜的中间区域的每单位面积中气孔占有的面积，Ap(corner)意味着在相同的多孔性金属卤化物膜的边缘区域的每单位面积中气孔占有的面积。6.根据权利要求1所述的多孔性金属卤化物膜，其特征在于，上述金属卤化物膜的厚度为1μm至1000μm。7.根据权利要求1所述的多孔性金属卤化物膜，其特征在于，上述金属卤化物膜为与有机卤化物进行反应来转换为钙钛矿结构的有机金属卤化物的有机金属卤化物制备用。8.一种多孔性金属卤化物膜的制备方法，其特征在于，包括使含有金属卤化物-客体分子加合物的前驱体膜与满足以下关系式6的极性质子性溶剂相接触来制备多孔性金属卤化物膜的步骤，关系式6：δh(gm)＜δh(pa)，关系式6中，δh(gm)为客体分子的汉森溶解度参数中的氢键成分(δh，MPa0.5)，δh(pa)为极性质子性溶剂的汉森溶解度参数中的氢键成分(δh，MPa0.5)。9.根据权利要求8所述的多孔性金属卤化物膜的制备方法，其特征在于，上述极性质子性溶剂还满足以下关系式7及关系式8，关系式7：0.8≤δt(pa)/δt(gm)≤1.1，关系式7中，δt(gm)为客体分子的汉森溶解度参数(MPa0.5)，δt(pa)为极性质子性溶剂的汉森溶解度参数(MPa0.5)，关系式8：7.0≤δp(gm)－δp(pa)≤15.0，关系式8中，δp(gm)为客体分子的汉森溶解度参数中的分散成分(δ...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐章源，全男中，梁泰烈，鲁俊洪，金荣灿，朴恩映，
申请(专利权)人：韩国化学研究院，
类型：发明
国别省市：韩国,KR