复合材料及其制备方法、光伏器件和发光二极管技术

本发明专利技术属于纳米材料技术领域，具体涉及一种复合材料及其制备方法、光伏器件和发光二极管。该复合材料包括二氧化钛纳米颗粒和石墨烯纳米片，所述二氧化钛纳米颗粒结合在所述石墨烯纳米片的表面，该复合材料中的二氧化钛和石墨烯以悬挂键自由结合成键，这样得到的复合材料可有效地减少二氧化钛纳米颗粒的表面悬挂键，钝化其表面缺陷，将其用作量子点器件的电子传输层，可以促进载流子在器件内的迁移速率，从而提高器件的性能。从而提高器件的性能。从而提高器件的性能。

【技术实现步骤摘要】
复合材料及其制备方法、光伏器件和发光二极管


[0001]本专利技术属于纳米材料
，具体涉及一种复合材料及其制备方法、光伏器件和发光二极管。

技术介绍

[0002]量子点(Quantum Dot，QD)具有激发光谱宽、发射光谱窄、发光波长可调、发光效率高等光学特点，被认为是极具潜力的新型光电材料。研究发现，基于金属卤化物钙钛矿量子点材料的太阳能电池的光转化效率可达20％，这是其它材料无法媲美的。
[0003]目前，高效的量子点太阳能电池中，电池基本结构分别包括玻璃、掺氟氧化锡(SnO
2-F，FTO)、电子传输层、光吸收敏化层、空穴传输层及金属电极。作为电子传输层最常使用的材料，二氧化钛薄膜具有无毒环保、透明度高、光稳定性好等特点。尽管如此，二氧化钛薄膜作为太阳能电池的电子传输层仍存在缺点，比如二氧化钛纳米颗粒粒径小，颗粒表面存在大量不饱和钛悬挂键形成的缺陷，这些缺陷作为电子陷阱，在光电器件工作过程中会捕获电子，并降低电子在器件中的传输效率，进而影响器件的光电性能。
[0004]因此，现有技术仍有待改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种复合材料及其制备方法，旨在解二氧化钛纳米材料存在表面缺陷，从而影响载流子迁移速率的技术问题。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0008]将氧化石墨烯溶于第一溶剂中，得到第一溶液；
[0009]将含钛元素前驱体盐溶于第二溶剂中，得到第二溶液；
[0010]将所述第一溶液加入所述第二溶液中，静置处理后，得到前驱体溶液；
[0011]将所述前驱体溶液进行煅烧处理，得到所述复合材料。
[0012]本专利技术提供的复合材料的制备方法，采用氧化石墨烯、含钛元素前驱体盐为原料，制备复合材料的前驱体溶液，该过程中，含钛元素前驱体水解产生偏钛酸，并通过氢键作用，与氧化石墨烯牢固地结合在一起(氧化石墨烯中存在大量的含氧官能团)；接着将前驱体溶液煅烧过程中，氧化石墨烯热解成石墨烯，而偏钛酸在石墨烯上原位生成纳米二氧化钛，二氧化钛、石墨烯中的悬挂键自由结合成键，形成石墨烯纳米二氧化钛复合材料，这样得到的复合材料可有效地减少二氧化钛纳米颗粒的表面悬挂键，钝化其表面缺陷，将其用作量子点器件的电子传输层，可以促进载流子在器件内的迁移速率，从而提高器件的性能。
[0013]本专利技术另一方面还提供一种复合材料，所述复合材料是利用本专利技术上述所述的制备方法制备的。
[0014]以及，一种复合材料，所述复合材料包括二氧化钛纳米颗粒和石墨烯纳米片，所述二氧化钛纳米颗粒结合在所述石墨烯纳米片的表面。
[0015]本专利技术提供的复合材料包括二氧化钛纳米颗粒和石墨烯纳米片，所述二氧化钛纳米颗粒结合在所述石墨烯纳米片的表面，该复合材料中的二氧化钛和石墨烯以悬挂键自由结合成键，这样得到的复合材料可有效地减少二氧化钛纳米颗粒的表面悬挂键，钝化其表面缺陷，将其用作量子点器件的电子传输层，可以促进载流子在器件内的迁移速率，从而提高器件的性能。
[0016]本专利技术的另一个目的在于提供一种光伏器件，旨在解决现有光伏器件中二氧化钛材料存在表面缺陷，从而影响器件载流子迁移速率的技术问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0017]一种光伏器件，包括：
[0018]相对设置的阴极以及阳极；
[0019]位于所述阴极和所述阳极之间的量子点光敏化吸收层；
[0020]电子传输层，所述电子传输层设置在所述阴极和所述量子点光敏化吸收层之间；
[0021]其中，形成所述电子传输层的材料包括本专利技术所述的复合材料或本专利技术所述的制备方法得到的复合材料。
[0022]本专利技术提供的光伏器件是一种量子点光伏器件中，其电子传输层的材料包括二氧化钛纳米颗粒和石墨烯纳米片，二氧化钛纳米颗粒和石墨烯中的悬挂键自由结合成键，有效地减少了二氧化钛纳米颗粒的缺陷，从而提升了器件内部载流子传输速率，提高了量子点光伏器件的光电性能。
[0023]本专利技术的还一个目的在于提供一种发光二极管，旨在解决现有发光二极管器件中二氧化钛材料存在表面缺陷，从而影响器件载流子迁移速率的技术问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0024]一种发光二极管，包括：
[0025]相对设置的阴极以及阳极；
[0026]位于所述阴极和所述阳极之间的量子点发光层；
[0027]电子传输层，所述电子传输层设置在所述阴极和所述量子点发光层之间；
[0028]其中，形成所述电子传输层的材料包括本专利技术所述的复合材料或本专利技术所述的制备方法得到的复合材料。
[0029]本专利技术提供的发光二极管是一种量子点发光二极管，其电子传输层的材料包括二氧化钛纳米颗粒和石墨烯纳米片，二氧化钛纳米颗粒和石墨烯中的悬挂键自由结合成键，有效地减少了二氧化钛纳米颗粒的缺陷，从而提升了器件内部载流子传输速率，最终提高了器件的发光性能。
附图说明
[0030]图1为本专利技术实施例的复合材料的制备方法的流程示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例的量子点光伏器件的结构示意图；
[0032]图3为本专利技术实施例的量子点发光二极管的结构示意图。
具体实施方式
[0033]为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合
实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0034]一方面，本专利技术实施例提供了一种复合材料的制备方法，如图1所示，该制备方法包括如下步骤：
[0035]S01：将氧化石墨烯溶于第一溶剂中，得到第一溶液；
[0036]S02：将含钛元素前驱体盐溶于第二溶剂中，得到第二溶液；
[0037]S03：将所述第一溶液加入所述第二溶液中，静置处理后，得到前驱体溶液；
[0038]S04：将所述前驱体溶液进行煅烧处理，得到所述复合材料。
[0039]本专利技术实施例提供的复合材料的制备方法，采用氧化石墨烯、含钛元素前驱体盐为原料，制备复合材料的前驱体溶液，该过程中，含钛元素前驱体水解产生偏钛酸，并通过氢键作用，与氧化石墨烯牢固地结合在一起(氧化石墨烯中存在大量的含氧官能团)；接着将前驱体溶液煅烧过程中，氧化石墨烯热解成石墨烯，而偏钛酸在石墨烯上原位生成纳米二氧化钛，二氧化钛、石墨烯中的悬挂键自由结合成键，形成石墨烯纳米二氧化钛复合材料，这样得到的复合材料可有效地减少二氧化钛纳米颗粒的表面悬挂键，钝化其表面缺陷，将其用作量子点器件的电子传输层，可以促进载流子在器件内的迁移速率，从而提高器件的性能。
[0040]在一个实施例中，上述制备方法得到的所述复合材料包括二氧化钛纳米颗粒和石墨烯纳米片，所述石墨烯纳米片与所述二氧化钛纳米颗粒的质量比为1:(20～10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将氧化石墨烯溶于第一溶剂中，得到第一溶液；将含钛元素前驱体盐溶于第二溶剂中，得到第二溶液；将所述第一溶液加入所述第二溶液中，静置处理后，得到前驱体溶液；将所述前驱体溶液进行煅烧处理，得到所述复合材料。2.如权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述第一溶液中，氧化石墨烯的质量浓度为3～20mg/ml；和/或，在将所述第一溶液加入所述第二溶液中的步骤中，所述第一溶液以1～10ml/min的速率滴加人所述第二溶液中；和/或，得到的所述复合材料包括二氧化钛纳米颗粒和石墨烯纳米片，所述石墨烯纳米片与所述二氧化钛纳米颗粒的质量比为1:(20～100)。3.如权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述静置处理的温度为20～50℃；和/或，所述静置处理的时间为2～8h；和/或，所述煅烧处理的温度为400～600℃；和/或，所述煅烧处理的时间为30～90mim。4.如权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，得到所述前驱体溶液后，以1000～5000rpm的速度将所述前驱体溶液旋涂在基板上，然后进行所述煅烧处理。5.如权利要求1～4任一项所述的复合材料的制备方法，所述含钛元素前驱体盐选自钛酸丙酯和钛酸异丁酯中的至少一种；和/或，所述第一溶剂包括水和醇溶剂中的至少一种；和/或，所述第二溶剂包括醇溶剂。6.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：丘洁龙，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：