一种Pb基配位聚合物晶体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种Pb基配位聚合物晶体及其制备方法和应用，所述晶体中采用的配体包括对苯二硫醇，对羟基苯硫醇，对氨基苯硫醇，对氟苯硫醇，对甲氧基苯硫醇，对羧基苯硫醇。通过将Pb基配位聚合物晶体制备成纳米片，并旋涂于钙钛矿太阳能电池上之后，纳米片在钙钛矿的表面起到了表面钝化的作用，使得电池的光电转换效率和稳定性得到明显的提升。率和稳定性得到明显的提升。率和稳定性得到明显的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种Pb基配位聚合物晶体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于晶体材料
，具体涉及一种Pb基配位聚合物晶体及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]钙钛矿太阳能电池是目前研究最火热的材料，其最高的光电转换效率已经超过25％，但是由于材料本身的性质问题，这类电池一直存在稳定性问题。因此，如何提高这类电池的光电效率和稳定性是目前研究的一个难点和热点。

技术实现思路

[0003]为了改善上述技术问题，本专利技术提供了一种Pb基配位聚合物晶体，所述晶体中采用的配体包括对苯二硫醇，对羟基苯硫醇，对氨基苯硫醇，对氟苯硫醇，对甲氧基苯硫醇，对羧基苯硫醇。
[0004]根据本专利技术的实施方案，所述配体为对苯二硫醇时，所述晶体记为PbBDT，其为三维结构，所述晶体为C2/c空间群，其晶胞参数为：维结构，所述晶体为C2/c空间群，其晶胞参数为：α＝90
°
,β＝93.042
°
,γ＝90
°
,
[0005]根据本专利技术的实施方案，所述配体为对羟基苯硫醇，对氨基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Pb基配位聚合物晶体，其特征在于，所述晶体中采用的配体包括对苯二硫醇，对羟基苯硫醇，对氨基苯硫醇，对氟苯硫醇，对甲氧基苯硫醇，对羧基苯硫醇。2.根据权利要求1所述的Pb基配位聚合物晶体，其特征在于，所述配体为对苯二硫醇时，所述晶体记为PbBDT，其为三维结构，所述晶体为C2/c空间群，其晶胞参数为：α＝90
°
,β＝93.042
°
,γ＝90
°
,优选地，所述配体为对苯二硫醇时，晶体具有基本上如图1所示的晶体结构图。优选地，所述配体为对羟基苯硫醇，对氨基苯硫醇，对氟苯硫醇，对甲氧基苯硫醇，对羧基苯硫醇，其为二维结构，所述晶体为C2空间群。优选地，所述配体为对羟基苯硫醇，对氨基苯硫醇，对氟苯硫醇，对甲氧基苯硫醇，对羧基苯硫醇时，所述晶体为二维结构，具有如图2所示的结构。优选地，所述配体为对羟基苯硫醇时，其晶胞参数为：优选地，所述配体为对羟基苯硫醇时，其晶胞参数为：γ＝90
°
,3.权利要求1
‑
2任一项所述的一种Pb基配位聚合物晶体的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将含Pb化合物，配体溶于有机溶剂中，加热，制备晶体。优选地，所述含Pb化合物与配体的质量比为1
‑
50:1。优选地，所述配体与有机溶剂的质量体积比为1
‑
20(mg):1(mL)。优选地，所述含Pb化合物选自PbCl2、PbBr2、PbI2中的至少一种，优选为PbCl2。优选地，所述配体选自对苯二硫醇、对羟基苯硫醇、对氨基苯硫醇、对氟苯硫醇、对甲氧基苯硫醇、对羧基苯硫醇中的至少一种。优选地，所述有机溶剂为N，N
’
二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈、水和乙醇的一种。优选地，加热温度为50
‑
140℃，加热时间为至少1h。4.权利要求1
‑
3任一项所述的一种Pb基配位聚合物晶体的应用，其特征在于，用于制备Pb基配位聚合物纳米片。优选地，所述Pb基配位聚合物纳米片的厚度为5
‑
100nm。5.根据权利要求4所述的一种Pb基配位聚合物晶体的应用，其特征在于，所述Pb基配位聚合物纳米片的制备方法为：将含Pb化合物溶于第一溶剂中，将配体溶于第二溶剂中，再将两者溶液混合均匀，制备Pb基配位聚合物纳米片。优选地，所述含Pb化合物与第一溶剂质量体积比为1
‑
50(mg):1(mL)；优选为4
‑
30(mg):1(mL)。优选地，所述配体与第二溶剂质量体积比为0.5
‑
40(mg):1(mL)；优选为1
‑
10(mg):1(mL)。优选地，所述第一溶剂为水、DMF中的至少一种。优选地，所述第二溶剂为异丙醇、DMF、乙腈、丙醇中的至少一种。优选地，两者溶液在超声状况下混合均匀，超声时间为1
‑
5h；超声温度为20
‑
40℃。6.权利要求1
‑
5任一项所述的一种Pb基配位聚合物晶体的应用，其特征在于，通过旋涂、刮涂或者喷涂方式沉积在钙钛矿薄膜上，完成钙钛矿太阳能电池器件组装；优选地，通
过旋涂方式沉积在钙钛矿薄膜上，完成钙钛矿太阳能电池器件组装。7.根据权利要求6所述的一种Pb基配位聚合物晶体的应用，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池的制备方法，具体包括如下步骤：(1)在导电薄膜基底上制备电子传输层；(2)在电子传输层的表面制备钙钛矿薄膜；(3)向步骤(2)中所述钙钛矿基底层表面均匀涂覆Pb基三维配位聚合物纳米片悬浊液，退火，制备钙钛矿太阳能电池前驱体；(4)在步骤(3)中所述的钙钛矿太阳能电池前驱体表面制备空穴传输层，再在空穴传输层表面形成电极，制备钙钛矿太阳能电池。优选地，所述导电薄膜基底包括FTO导电玻璃基底。优选地，所述电子传输层选自TiO2、SnO2、ZnO
‑
MgO
‑
EA
+
、ZnO、MgO和NiO2中的至少一种，优选为ZnO
‑
MgO
‑
EA
+
和TiO2。优选地，步骤(1)中，所述导电薄膜基底在使用前需经过前处理，前处理过程为：将导电薄膜基底刻蚀成电极图案，再分别经过丙酮、去离子水和乙醇超声，第一次退火，去除导电薄膜基底的表面氧化物及杂质。优选地，导电薄膜基底的第一次退火温度为400
‑
600℃；退火时间为20
‑
40min。优选地，所述电子传输层为TiO2，步骤(1)的具体制备步骤为，将ZnO
‑
MgO
‑
EA
+
溶液旋涂在FTO导电玻璃基底上，加热第二次退火，再升温第三次退火，得到致密的ZnO
‑
MgO

【专利技术属性】
技术研发人员：王观娥，徐刚，
申请(专利权)人：闽都创新实验室，
类型：发明
国别省市：