本发明专利技术公开了一种具有光电效应的金属有机杂化钙钛矿材料晶体，其特征在于(MV)[SbI3Cl2]通过解析晶体结构，其空间群为P 4/m n c，其晶胞参数为a=12.5058(6)Å，b=12.5058(6)Å，c=12.5810(11)Å，α=90°，β=90°，γ=90°。本发明专利技术进一步公开了具有光电效应的金属有机杂化钙钛矿材料(MV)[SbI3Cl2]在用于光伏产业、光电器件方面的应用。所述的光电器件指的是柔性可穿戴或便携式电子设备。本发明专利技术的(MV)[SbI3Cl2]在532nm波长激光照射下表现出显著的光电效应，为卤素金属有机钙钛矿材料的理论研究和实际应用提供了一种备选材料。
【技术实现步骤摘要】
一种具有光电效应的金属有机杂化钙钛矿材料及应用
本专利技术属于光电材料领域，尤其是涉及一种新型不含铅的金属有机杂化材料在光伏产业的应用，将在柔性可穿戴和便携式电子设备、光伏建筑一体化和新型环保型交通工具等领域具有很强的应用潜力。
技术介绍
光电材料是一类能将光能转化为电能的材料，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。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激光器、光探测器和电致发光器件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。然而，常规的金属有机杂化钙钛矿光电材料稳定性低，最终降低了材料的性能，并使其不适合继续在电池中使用。而且，材料中的铅含量也破坏了它们对环境的友好性。因此寻找不含铅的金属有机杂化钙钛矿光电材料成为研究者们的关注热点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有光电效应的金属有机杂化钙钛矿材料晶体，其特征在于(MV)[SbI3Cl2]通过解析晶体结构，其空间群为P4/mnc，其晶胞参数为a=12.5058(6)Å，b=12.5058(6)Å，c=12.5810(11)Å，α=90°，β=90°，γ=90°；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，其结构为本专利技术进一步公开了具有光电效应的金属有机杂化钙钛矿材料的制备方法，其特征在于通过以下操作制备：（1）将0.26mL氢碘酸57%（w/w）、4mL甲醇混合反应30分钟，再加入0.072g4,4’-联吡啶搅拌，称取0.2g氯化锑并加入1.7mL35%-36%盐酸（w/w），将两次反应的液体混合转移至23mL反应釜内，再加入6mL甲醇；（2）用2至3小时从25℃升至175℃，在175℃保温12到18小时，最后用0.1℃/分钟的速率降温至室温25℃；（3）样品分离方法：将实验中反应釜内的样品转移至20mL小烧杯，用胶头滴管吸取适量甲醇加入烧杯内，用另一支胶头滴管搅拌，过滤，再次用甲醇搅拌清洗，重复三次将产物中可溶性物质清洗干净，将剩余物质在40℃干燥箱中干燥，然后将里面的黑色(MV)[SbI3Cl2]晶体用牙签挑拣出来；(MV)[SbI3Cl2]通过解析晶体结构，其空间群为P4/mnc，其晶胞参数为a=12.5058(6)Å，b=12.5058(6)Å，c=12.5810(11)Å，α=90°，β=90°，γ=90°。本专利技术进一步公开了具有光电效应的金属有机杂化钙钛矿材料(MV)[SbI3Cl2]在用于光伏产业、光电器件方面的应用，特别是作为光电器件的用途；所述的光电器件指的是太阳能电池或者柔性可穿戴光电器件或便携式电子设备（如用于户外使用的便携式太阳能光伏电池），将会具有响应快、效率高的优点。本专利技术所述晶体结构测定所用仪器和方法：在环境温度下，利用γ-ω扫描技术，在BrukesAPEXⅡ型CCD衍射仪上测量了(MV)[SbI3Cl2]晶体的衍射强度。在数据收集期间没有晶体衰变的证据。采用半经验吸收修正（SADABS），程序SARE用于衍射剖面的积分。结构通过直接方法求解，并使用Selx-2014程序用全矩阵最小二乘法进行细化。各向异性热参数被分配给所有非氢原子。本专利技术中(MV)[SbI3Cl2]的晶体数据及结构信息如表1所示；本专利技术中(MV)[SbI3Cl2]中的原子坐标如表2所示；本专利技术中(MV)[SbI3Cl2]的原子间键长（A）和键角（deg）如表3所示；本专利技术所述(MV)[SbI3Cl2]通过紫外可见漫反射谱测试，显示在可见光全波段和紫外光波段对光有很强的吸收。这将在光伏器件上应用后能够对太阳光具有更高的吸收而不仅仅是对太阳光紫外波段的吸收。本专利技术所述(MV)[SbI3Cl2]在532nm波长激光照射下表现出显著的光电效应，为卤素金属有机钙钛矿材料的理论研究和实际应用提供了一种备选材料。本专利技术所述(MV)[SbI3Cl2]在示波器配合532nm激光下表现出很高的响应，这将为光伏器件的改良提供一种优异的备选材料。本专利技术所述(MV)[SbI3Cl2]应用于光电器件，所述光电器件包括太阳能电池、光导管、光电二极管等器件，并且因为对太阳光很长波段的响应，以及水热法可大面积制备、不含铅等有害物质的优点，将会成为一种很不错的光电器件备选材料。本专利技术公开了一种基于甲基紫精配体的金属有机杂化材料(MV)[SbI3Cl2]的结构，重点考察了(MV)[SbI3Cl2]在光电器件方面的特性，研究显示(MV)4[Bi6Cl26]具有良好的光电特性，为此进行了光电效应的测试实验，基于这些特性，将传统光电器件中无机材料替换为这种材料将会使得器件的柔性提高，提高可穿戴设备（如便携式太阳能电池）的便携性，同时提高这些光电器件（如太阳能电池）的灵敏性和光电转换效率。附图说明图1是(MV)[SbI3Cl2]的SEM扫描图片；a为(MV)[SbI3Cl2]棒状结构;b为(MV)[SbI3Cl2]颗粒状结构；图2是(MV)[SbI3Cl2]钙钛矿结构示意图；图3是(MV)[SbI3Cl2]紫外可见漫反射光谱；图4是(MV)[SbI3Cl2]在黑暗和20mw532nm激光照射下的电流曲线；图5是(MV)[SbI3Cl2]对光照响应方波；图6为太阳能电池结构示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。需要说明的是本专利技术并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本专利技术的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料均为商品，如无特殊说明，均默认试剂为商店购买得到。其中4,4’-联吡啶购买于上海笛柏。实施例1一种用于光电器件的(MV)[SbI3Cl2]晶体，该晶体其形貌为黑色棒状或者黑色颗粒，其空间群为P4/mnc，其晶胞参数为a=12.5058(6)Å；b=12.5058(6)Å;c=12.5810(11)Å；α=90°；β=90°；γ=90°，按以下步骤进行：（1）将0.26mL氢碘酸57%（w/w）、4mL甲醇混合反应30分钟，再加入0.072g4,4’-联吡啶搅拌，称取0.2g氯化锑并加入1.7mL35%盐酸（w/w），将两次反应的液体混合转移至23mL反应釜内，再加入6mL甲醇；（2）用3小时从25℃升至175℃，在175℃保温15小时，最后用12.4小时从175℃降温至室温25℃；（3）样品分离方法：将实验中反应釜内的样品转移至20mL小烧杯，用胶头滴管吸取适量甲醇加入烧杯内，用另一支胶头滴管搅拌，过滤，再次用甲醇搅拌清洗，重复三次将产物中可溶性物质清洗干净，将剩余物质在40℃干燥箱中干燥，然后将里面的黑色(MV)[SbI3Cl2]晶体用牙签挑拣出来。实施例2为了更好的了解本专利技术具有的应用于光伏产业、光电器件方面的潜力，以下是对材料进行的光电流测试：实验设计及操作如下：（1）在不导电的PC板上放置一根(MV)[SbI3Cl2]晶体，在晶体两端分别用导电银浆镀本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有光电效应的金属有机杂化钙钛矿材料晶体，其特征在于(MV)[SbI3Cl2]通过解析晶体结构，其空间群为P 4/m n c，其晶胞参数为a = 12.5058(6) Å，b = 12.5058(6) Å，c = 12.5810(11) Å，α=90°，β=90°，γ=90°；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
【技术特征摘要】
1.一种具有光电效应的金属有机杂化钙钛矿材料晶体，其特征在于(MV)[SbI3Cl2]通过解析晶体结构，其空间群为P4/mnc，其晶胞参数为a=12.5058(6)Å，b=12.5058(6)Å，c=12.5810(11)Å，α=90°，β=90°，γ=90°；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。2.权利要求1所述具有光电效应的金属有机杂化钙钛矿材料晶体的制备方法，其特征在于通过以下操作制备：（1）将0.26mL氢碘酸57%（w/w）、4mL甲醇混合反应30分钟，再加入0.072g4,4’-联吡啶搅拌，称取0.2g氯化锑并加入1.7mL35%-36%盐酸（w/w），将两次反应的液体混合转移至23mL反应釜内，再加入6mL甲醇；（2）用3小时从25℃升至175℃，在175℃保温15小时，最后用12.4小时从1...
【专利技术属性】
技术研发人员：王守宇，雷蕴麟，
申请(专利权)人：天津师范大学，
类型：发明
国别省市：天津,12
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