卤化物ABX制造技术

提供了包含悬浮在液体悬浮体(300)中的ABX

Halide ABX

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】卤化物ABX3钙钛矿颗粒及其在控制光通量中的应用相关申请的交叉引用本申请要求于2018年7月12日提交且标题为“HalideABX3perovskiteparticlesandtheirapplicationincontrollingphoto-flux”的美国专利申请第16033556号的优先权，其公开内容在此通过引用并入。
本专利技术涉及包含钙钛矿颗粒特别是ABX3钙钛矿颗粒的光阀。本专利技术还提供了所述光阀的新用途和通过使用所述光阀来控制透光率的方法。
技术介绍
光阀是可以电子地控制透光率的装置，并且这样的装置在科学上也称为电致变色装置。技术上，像可以控制水流的水阀一样，光阀是一种可以调节穿过介质的光量的装置。根据电致变色装置背后的科学，可以将电致变色装置进一步分类为聚合物分散液晶(PDLC)(美国专利US3585381)、电化学装置(EC)(美国专利US9581877)和悬浮颗粒显示器(SPD)(美国专利US6606185)。然而，现有技术中的这些光阀在透射率、经济效率(节能)、易于控制和/或易于使用方面不令人满意。因此，在本领域中迫切需要解决上述缺点中的一个或更多个的新的光阀。
技术实现思路
本专利技术人出乎意料地发现钙钛矿颗粒可以用于光阀中。特别地，出乎意料地发现悬浮在液体悬浮体中的钙钛矿颗粒，特别是卤化物ABX3钙钛矿颗粒可以在电场下极化并取向。钙钛矿起源于俄罗斯地质学家Perovski并且起初单指向钛酸钙(CaTiO3)矿物。后来，将具有相似结构的晶体统称为钙钛矿。出乎意料地发现钙钛矿颗粒特别是卤化物ABX3钙钛矿颗粒具有在电场下极化和取向的意外特性。卤化物ABX3钙钛矿的单元结构示于图3中，其中‘A’和‘B’是两个大小十分不同的阳离子，‘X’是与两者键合的阴离子。优选地，在本专利技术中，‘A’是具有正电荷的碱性阳离子或有机铵，‘B’是具有两个正电荷的过渡金属阳离子或碱土金属阳离子；以及‘X’是具有负电荷的卤化物阴离子。其中，‘B’阳离子和6个‘X’阴离子形成八面体单元，8个八面体单元占据以‘A’阳离子为中心的六面体顶点的位置。ABX3钙钛矿材料是本领域已知的并且有许多关于其应用的报道。在2009年，ABX3钙钛矿材料首次报道用于太阳能电池(J.Am.Chem.Soc.131,6050-6051,2009)。《科学》将钙钛矿太阳能电池列为2013年十大科学突破之一。在2018年1月，洛桑的瑞士联邦理工学院(SwissFederalInstituteofTechnologyinLausanne)对于钙钛矿太阳能电池效率创造了23.25％的新的世界纪录。此外，ABX3钙钛矿材料已经在另一些潜在应用中得到开发，例如LED(发光二极管)(Tan,Zhi-Kuang,等,NatureNanotechnology,9:687-692,2014)、激光器(HaimingZhu,等,NatureMater.,14:636-642,2015)、光检测器(ZhenqianYang,等,Adv.Materials,30(8):1704333,2018)、忆阻器(ZhengguoXiao,等,AdvancedElectronicMaterials,2(7):1600100,2016)。基于上述发现，在第一方面，提供了光阀，其包括透明导电基底的第一层；含有悬浮在液体悬浮体中的钙钛矿颗粒的活性层；和透明导电基底的第二层。优选地，钙钛矿颗粒是ABX3钙钛矿颗粒，特别是卤化物ABX3钙钛矿颗粒。优选地，A是Cs+、CH3NH3+和Rb+中的至少一者，B是Pb2+、Ge2+和Sn2+中的至少一者，以及X是Cl-、Br-和I-中的至少一者。更优选地，A是Cs+和CH3NH3+中的至少一者，B是Pb2+，X是Br-和I-中的至少一者。优选地，钙钛矿颗粒具有非球形形态。优选地，钙钛矿颗粒具有纳米棒(一维)、纳米片(二维)、长方体或不规则(三维)颗粒的形态。还出乎意料地发现，当钙钛矿颗粒具有纳米棒的形态时，光阀在接通状态(当光阀打开时)比在断开状态(当光阀关闭时)具有更高的透光率。更优选地，光阀在接通状态下具有高透光率，而在断开状态下具有低透光率。特别地，钙钛矿颗粒(包括卤化物ABX3钙钛矿颗粒)具有纳米棒的形态。优选地，对于纳米棒，其长度为50nm至2000nm，更优选为200nm至500nm，厚度或直径为20nm至200nm，更优选为50nm至100nm。优选地，对于纳米棒，长度:厚度或长度:直径的比例大于3:1、4:1、5:1、6:1、8:1或10:1。优选地，长度:厚度或长度:直径的比例为3:1至20:1，更优选为8:1至15:1。优选地，钙钛矿颗粒(包括卤化物ABX3钙钛矿颗粒)具有纳米棒的形态，所述纳米棒的长度为50nm至2000nm，厚度或直径为20nm至200nm，并且长度:厚度或长度:直径的比例大于3:1。优选地，钙钛矿颗粒(包括卤化物ABX3钙钛矿颗粒)具有纳米棒的形态，所述纳米棒的长度为50nm至2000nm，厚度或直径为20nm至200nm，并且长度:厚度或长度:直径的比例为8:1至15:1。更优选地，钙钛矿颗粒(包括卤化物ABX3钙钛矿颗粒)具有纳米棒的形态，所述纳米棒的长度为200nm至500nm，厚度或直径为50nm至100nm，并且长度:厚度或长度:直径的比例为8:1至15:1。优选地，钙钛矿颗粒均匀地分散在液体悬浮体中。优选地，液体悬浮体保持悬浮的钙钛矿颗粒处于重力平衡。优选地，液体悬浮体还包含矿物电阻材料、合成电阻材料和植物油中的一者或更多者。优选地，液体悬浮体被夹在作为电极的两层透明导电基底之间。在本专利技术的另一个方面，提供了控制透光率的方法，该方法包括在光控制装置中使用根据本专利技术的光阀。在一些情况下，光阀本身用作光控制装置。在一些情况下，光阀是光控制装置的一部分。在本专利技术的另一个方面，本专利技术涉及根据本专利技术的光阀在制造光控制装置中的用途。在一些优选实施方案中，光控制装置选自智能窗、汽车的后窗、透镜、光闸和显示器。在本专利技术的另一个方面，本专利技术涉及用于控制透光率的如本文所述的光阀。本专利技术提出了通过使用钙钛矿颗粒，特别是通过使用卤化物ABX3钙钛矿颗粒来控制光控制装置中的光通量的方法。本专利技术提供了钙钛矿材料特别是ABX3钙钛矿的新用途，以及制备这样的材料的方法。本专利技术还提供了包含具有钙钛矿材料的这样的材料的液体悬浮体的光阀，所述光阀可以电子地控制光的透射。更具体地，钙钛矿材料是ABX3钙钛矿颗粒，其中A是Cs+、CH3NH3+和Rb+中的至少一者，B是Pb2+、Ge2+和Sn2+中的至少一者，以及X是Cl-、Br-和I-中的至少一者。卤化物ABX3钙钛矿颗粒优选具有非球形形态。卤化物ABX3钙钛矿颗粒的非球形形态是以下中的至少一者：纳米线、纳米棒(一维)；纳米片(二维)；长方体、不规则(三维)颗粒。特别地，钙钛矿颗粒(包括卤化物ABX3钙钛矿颗粒)具有纳米棒的形态。优选地，对于纳米棒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光阀，包括透明导电基底的第一层；含有悬浮在液体悬浮体中的ABX

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180712 US 16/033,5561.一种光阀，包括透明导电基底的第一层；含有悬浮在液体悬浮体中的ABX3钙钛矿颗粒的活性层；和透明导电基底的第二层。


2.根据权利要求1所述的光阀，其中所述ABX3钙钛矿颗粒是卤化物ABX3钙钛矿颗粒，并且其中A是Cs+、CH3NH3+和Rb+中的至少一者；B是Pb2+、Ge2+和Sn2+中的至少一者；以及X是Cl-、Br-和I-中的至少一者。


3.根据权利要求2所述的光阀，其中A是Cs+和CH3NH3+中的至少一者；B是Pb2+；以及X是Br-和I-中的至少一者。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的光阀，其中所述ABX3钙钛矿颗粒具有非球形形态。


5.根据权利要求4所述的光阀，其中所述ABX3钙钛矿颗粒具有选自纳米线、纳米棒(一维)，纳米片(二维)，长方体和不规则(三维)颗粒中的至少一者的非球形形态。


6.根据权利要求5所述的光阀，其中所述ABX3...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚男，张达玮，赵世勇，肖淑勇，梁斌，张昱喆，
申请(专利权)人：浙江精一新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33