【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】准二维层状钙钛矿材料、相关器件及其制造方法
本
通常涉及二维材料和相关器件以及制造这类材料和器件的方法。更具体地，本
涉及不同光电子应用背景下的准二维层状钙钛矿材料、相关器件及其制造方法。
技术介绍
与常规的三维钙钛矿相比，二维金属卤化物钙钛矿材料是在光电子学方面具有瞩目优势的一类新兴材料(参见例如参考文献1至4–现有技术)。限制二维钙钛矿层的附加有机阳离子导致形成能更高，并且这显著地减少了经由水分引起的分解所致的降解(参见例如参考文献2、5和6–现有技术)。这使得太阳能电池比起它们的三维对应物表现出显著的稳定性提高(参见例如参考文献2、3和6至8–现有技术)。二维金属卤化物钙钛矿材料的强可调约束性使得激子结合能增加到远高于热解离阈值，从而导致发光应用中所需的辐射率相对良好(参见例如参考文献9至11–现有技术)。二维钙钛矿材料(例如，在发光二极管工作条件下或作为光泵材料)的稳定性依然是在发光应用中最终部署这种材料的主要障碍。在持续光激发之后，这些薄膜快速劣化(例如，按发光量子产率)。劣化背后的机制依然是有...
【技术保护点】
1.一种光伏器件，其包括：/n间隔配置的第一电极和第二电极；/n涂覆所述第一电极的至少一部分的电子传输层；/n涂覆所述电子传输层的至少一部分并与所述第一电极和所述第二电极电连通的集光层，所述集光层包含：/n与所述第一电极和所述第二电极电连通的准二维层状钙钛矿材料；和/n与所述准二维层状钙钛矿材料化学键合的钝化剂，所述钝化剂包含氧化膦化合物；和/n涂覆所述集光层的至少一部分的空穴传输层。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171019 US 62/574,2811.一种光伏器件，其包括：
间隔配置的第一电极和第二电极；
涂覆所述第一电极的至少一部分的电子传输层；
涂覆所述电子传输层的至少一部分并与所述第一电极和所述第二电极电连通的集光层，所述集光层包含：
与所述第一电极和所述第二电极电连通的准二维层状钙钛矿材料；和
与所述准二维层状钙钛矿材料化学键合的钝化剂，所述钝化剂包含氧化膦化合物；和
涂覆所述集光层的至少一部分的空穴传输层。
2.如权利要求1所述的光伏器件，其中：
所述准二维层状钙钛矿材料具有至少一个包含悬空键的最外边缘；且
所述钝化剂的所述氧化膦化合物与所述悬空键化学键合。
3.如权利要求1或2所述的光伏器件，其中所述准二维层状钙钛矿材料由金属卤化物钙钛矿制成。
4.如权利要求3所述的光伏器件，其中所述金属卤化物钙钛矿选自PEA2Cs(n-1-x)MAxPbnBr3n+1族，x小于n-1。
5.如权利要求3所述的光伏器件，其中所述金属卤化物钙钛矿选自PEA2K(n-1-x)MAxPbnBr3n+1族，x小于n-1。
6.如权利要求3所述的光伏器件，其中所述金属卤化物钙钛矿选自PEA2Cs(n-1-x)FAxPbnBr3n+1族，x小于n-1。
7.如权利要求1至6中任一项所述的光伏器件，其中所述准二维层状钙钛矿材料包含多个畴，每个畴包含一个与五个之间的单层。
8.如权利要求7所述的光伏器件，其中每个单层包含两个至四个之间的PbBr6晶胞。
9.如权利要求1至8中任一项所述的光伏器件，其中所述氧化膦化合物可溶于极性钙钛矿溶剂和非极性反溶剂。
10.如权利要求9所述的光伏器件，其中所述氧化膦化合物是三苯基氧化膦(TPPO)。
11.如权利要求1至10中任一项所述的光伏器件，其中所述第一电极是导电衬底。
12.如权利要求11所述的光伏器件，其中所述导电衬底是透明的。
13.如权利要求11或12所述的光伏器件，其中所述导电衬底包含涂覆有氧化铟锡(ITO)的玻璃。
14.如权利要求1至13中任一项所述的光伏器件，其中所述第二电极包含氟化锂(LiF)和铝(Al)的层状堆叠。
15.如权利要求1至14中任一项所述的光伏器件，其中所述空穴传输层由PEDOT:PSS:PFI制成。
16.如权利要求1至15中任一项所述的光伏器件，其中所述电子传输层由TPBi制成。
17.一种太阳能电池，其包括：
集光层，所述集光层包含：
准二维层状钙钛矿材料；和
与所述准二维层状钙钛矿材料化学键合的钝化剂，所述钝化剂包含氧化膦化合物。
18.如权利要求17所述的太阳能电池，其进一步包括：
第一电极；
涂覆所述第一电极的至少一部分的电子传输层；
涂覆所述集光层的至少一部分的空穴传输层；和
涂覆所述空穴传输层的至少一部分的第二电极，所述第二电极与所述第一电极电连通。
19.如权利要求17所述的太阳能电池，其进一步包括：
第一电极；
涂覆所述第一电极的至少一部分的空穴传输层；
涂覆所述集光层的至少一部分的电子传输层；和
涂覆所述电子传输层的至少一部分的第二电极，所述第二电极与所述第一电极电连通。
20.如权利要求17所述的太阳能电池，其中所述集光层进一步包含介孔金属氧化物材料。
21.如权利要求20所述的太阳能电池，其进一步包括：
第一电极；
涂覆所述第一电极的至少一部分的致密层；
涂覆所述集光层的至少一部分的空穴传输层；和
涂覆所述空穴传输层的至少一部分的第二电极，所述第二电极与所述第一电极电连通。
22.如权利要求20所述的太阳能电池，其进一步包括：
第一电极；
涂覆所述第一电极的至少一部分的致密层；
涂覆所述集光层的至少一部分的电子传输层；和
涂覆所述电子传输层的至少一部分的第二电极，所述第二电极与所述第一电极电连通。
23.如权利要求17至23中任一项所述的太阳能电池，其进一步包括较低带隙子电池。
24.一种光电子器件，其包括：
间隔配置的第一电极和第二电极；
与所述第一电极和所述第二电极电连通的准二维层状钙钛矿材料；和
与所述准二维层状钙钛矿材料化学键合的钝化剂，所述钝化剂包含氧化膦化合物。
25.如权利要求24所述的光电子器件，其中：
所述准二维层状钙钛矿材料具有至少一个包含悬空键的最外边缘；且
所述钝化剂的所述氧化膦化合物与所述悬空键化学键合。
26.如权利要求24或25所述的光电子器件，其中所述准二维层状钙钛矿材料由金属卤化物钙钛矿制成。
27.如权利要求26所述的光电子器件，其中所述金属卤化物钙钛矿选自PEA2Cs(n-1-x)MAxPbnBr3n+1族，x小于n-1。
28.如权利要求26所述的光电子器件，其中所述金属卤化物钙钛矿选自PEA2K(n-1-x)MAxPbnBr3n+1族，x小于n-1。
29.如权利要求26所述的光电子器件，其中所述金属卤化物钙钛矿选自PEA2Cs(n-1-x)FAxPbnBr3n+1族，x小于n-1。
30.如权利要求24至29中任一项所述的光电子器件，其中所述准二维层状钙钛矿材料包含多个畴，每个畴包含一个与五个之间的单层。
31.如权利要求30所述的光电子器件，其中每个单层包含两个至四个之间的PbBr6晶胞。
32.如权利要求24至31中任一项所述的光电子器件，其中所述氧化膦可溶于极性钙钛矿溶剂和非极性反溶剂。
33.如权利要求32所述的光电子器件，其中所述氧化膦是三苯基氧化膦(TPPO)。
34.如权利要求24至33中任一项所述的光电子器件，其中所述第一电极是导电衬底。
35.如权利要求34所述的光电子器件，其中所述导电衬底是透明的。
36.如权利要求34或35所述的光电子器件，其中所述导电衬底包含涂覆有氧化铟锡(ITO)的玻璃。
37.如权利要求24至36中任一项所述的光电子器件，其中所述第二电极包含氟化锂(LiF)和铝(Al)的层状堆叠。
38.如权利要求24至37中任一项所述的光电子器件，其进一步包括夹在所述第一电极与所述准二维层状钙钛矿材料之间的空穴注入层。
39.如权利要求38所述的光电子器件，其中所述空穴注入层涂覆所述第一电极的至少一部分。
40.如权利要求38或39所述的光电子器件，其中所述空穴注入层由PEDOT:PSS:PFI制成。
41.如权利要求24至40中任一项所述的光电子器件，其进一步包括夹在所述第二电极与所述准二维层状钙钛矿材料之间的电子传输层。
42.如权利要求41所述的光电子器件，其中所述电子传输层由TPBi制成。
43.如权利要求42或43所述的光电子器件，其中所述第二电极涂覆所述电子传输层的至少一部分。
44.一种发光二极管，其包括：
间隔配置的第一电极和第二电极；
涂覆所述第一电极的至少一部分的空穴注入层；
涂覆所述空穴注入层的至少一部分并与所述第一电极和所述第二电极电连通的发光层，所述发光材料包含：
准二维层状钙钛矿材料；和
与所述准二维层状钙钛矿材料化学键合的钝化剂，所述钝化剂包含氧化膦化合物；和
涂覆所述发光层的至少一部分的电子传输层。
45.如权利要求44所述的发光二极管，其中所述空穴注入层、所述发光层和所述电子传输层至少一者经溶液处理。
46.如权利要求44或45所述的发光二极管，其中所述空穴注入层、所述发光材料和所述电子传输层堆叠在所述第一电极与所述第二电极之间。
47.如权利要求44至46中任一项所述的发光二极管，其中所述LED可工作产生具有在约490nm至约560nm范围内的光谱波段的照明光。
48.如权利要求47所述的发光二极管，其中所述光谱波段以约520nm为中心。
49.如权利要求44至48中任一项所述的发光二极管，其中：
所述准二维层状钙钛矿材料具有至少一个包含悬空键的最外边缘；且
所述钝化剂的所述氧化膦化合物与所述悬空键化学键合。
50.如权利要求44至49中任一项所述的发光二极管，其中所述准二维层状钙钛矿材料由金属卤化物钙钛矿制成。
51.如权利要求50所述的发光二极管，其中所述金属卤化物钙钛矿选自PEA2Cs(n-1-x)MAxPbnBr3n+1族，x小于n-1。
52.如权利要求50所述的发光二极管，其中所述金属卤化物钙钛矿选自PEA2K(n-1-x)MAxPbnBr3n+1族，x小于n-1。
53.如权利要求50所述的发光二极管，其中所述金属卤化物钙钛矿选自PEA2Cs(n-1-x)FAxPbnB...
【专利技术属性】
技术研发人员：L·N·全，F·P·加西亚德阿克尔，R·P·萨巴蒂尼，S·胡格兰德，E·萨金特，
申请(专利权)人：多伦多大学管理委员会，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。