一种钙钛矿光电器件封装材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种钙钛矿光电器件封装材料及其制备方法和应用，属于钙钛矿材料制备技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿光电器件封装材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于钙钛矿材料制备
，尤其涉及一种钙钛矿光电器件封装材料及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]金属卤化物钙钛矿材料因其独特的光学和电学特性，使其成为广泛应用于光电领域的一类优秀材料，因此成本低
、
效率高的钙钛矿光电器件成为新的研究热点，技术研究正在不断深入
。
然而现阶段，钙钛矿光电器件仍存在一定技术缺陷
。
[0003]具体的，铅独特的电子排布构型使之成为构建高效率和良好稳定性的钙钛矿光电器件必不可少的组成部分
。
然而铅是环境中毒性最大的重要元素之一，由于其不可生物降解的性质，极易通过食物链富集至人体体内，造成伤害
。
所以要实现钙钛矿光电器件大面积的商业化，铅的毒性是必须要解决的问题
。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种钙钛矿光电器件封装材料及其制备方法和应用
。
通过将对铅离子有化学吸附作用的化合物引入封装层，在提高器件稳定性的同时有效地解决破损钙钛矿光电器件中铅离子的泄露问题，降低其对环境的污染，推动钙钛矿光电器件商业化进程
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种钙钛矿光电器件封装材料，所述钙钛矿光电器件封装材料包括传统封装层和化学吸附层；以传统封装层为基底，将成膜剂溶解到纳米吸附材料悬浮液中制得涂层前驱液，将涂层前驱液覆膜在传统封装层上，静置
、
干燥，即在传统封装层上形成化学吸附层，得到钙钛矿光电器件封装材料
。
[0007]进一步地，所述成膜剂为聚乙烯醇，含量为
10
‑
30wt
％，优选为
15
‑
25wt
％；所述纳米吸附材料悬浮液为改性纳米二氧化硅悬浮液，该吸附材料具有良好的透光度
。
利用纳米二氧化硅表面大量存在的羟基与硅烷偶联剂进行接枝反应，将所得产物氧化后得到含功能基团的改性纳米二氧化硅
。
[0008]更进一步地，所述改性纳米二氧化硅悬浮液的制备方法为：
[0009]S1.
调整纳米二氧化硅悬浮液的
pH
至酸性并加热至
60℃
；
[0010]S2.
将硅烷偶联剂缓慢滴加至上述纳米二氧化硅悬浮液中，滴加完成后反应
3h
，冷却至室温；
[0011]S3.
在
S2
得到的产物中加入氧化剂并在
80℃
下反应
4h
，升温沸腾
4h
进行水置换后冷却至室温，得到改性纳米二氧化硅悬浮液
。
[0012]更进一步地，使用盐酸将
pH
调为酸性，
pH
值为
3。
[0013]更进一步地，所述纳米二氧化硅纳米悬浮液中，二氧化硅粒径为
10nm
；悬浮液的二氧化硅质量分数为
15
‑
30wt
％
。
所述硅烷偶联剂用量为纳米二氧化硅悬浮液中二氧化硅质
量的5‑
40
％，优选为
15
‑
30
％
。
所述氧化剂为
30
％双氧水
。
[0014]所述硅烷偶联剂为
γ
‑
巯丙基三甲氧基硅烷
、
γ
‑
巯丙基三乙氧基硅烷中的一种
。
[0015]进一步地，所述传统封装层的厚度为
0.1
‑
3mm
，优选为
0.5
‑
2mm。
所述化学吸附层厚度为
100
‑
2000
μ
m
，优选为
300
‑
700
μ
m。
[0016]进一步地，所述传统封装层包括但不限于
EVA(
乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物
)、POE(
乙烯
‑
辛烯共聚物
)、TPT(
聚氟乙烯复合膜
)、
玻璃
、
环氧树脂
、PDMS(
聚二甲基硅氧烷
)
中的一种
。
[0017]所述覆膜方法为刮涂
。
[0018]更进一步地，采用刮涂时的参数为：刮涂厚度
100
‑
2000
μ
m
，优选
300
‑
1300
μ
m
；刮涂速度
0.5
‑
3cm/s
，优选1‑
1.5cm/s。
[0019]本专利技术还提供一种所述的钙钛矿光电器件封装材料的制备方法，包括以下步骤：
[0020]1)
将成膜剂加热溶解于纳米吸附材料悬浮液中，得到涂层前驱液；
[0021]2)
将传统封装层平铺于基板上，紫外臭氧清洗处理
10min
后，将涂层前驱液覆膜在传统封装层上，静置除泡后，放置于干燥箱中，干燥至重量不再变化，得到钙钛矿光电器件封装材料
。
[0022]进一步地，所述成膜剂含量为5‑
15wt
％
。
所述溶解温度为
85
‑
95℃
，优选为
90
‑
95℃。
[0023]进一步地，所述覆膜方法为刮涂
。
[0024]更进一步地，采用刮涂时的参数为：刮涂厚度
100
‑
2000
μ
m
，优选
300
‑
1300
μ
m
；刮涂速度
0.5
‑
3cm/s
，优选1‑
2cm/s。
[0025]本专利技术还提供一种如所述的钙钛矿光电器件封装材料在钙钛矿光电器件上的应用，使用环氧树脂
AB
胶将钙钛矿光电器件封装材料边缘封装在钙钛矿光电器件上
。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
[0027]本专利技术的目的是解决钙钛矿光电器件中铅的毒性和污染问题，优化传统光电器件的封装层，通过将铅吸附材料引入钙钛矿光电器件的封装层，在提高电池稳定性的同时有效地降低了破损的钙钛矿光电器件对环境的污染
。
利用外部吸附封装层对破损的钙钛矿光电器件中铅离子进行化学吸附的方法适用于多种铅吸附材料和钙钛矿光电器件，可以获得高稳定性和低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种钙钛矿光电器件封装材料，其特征在于，所述钙钛矿光电器件封装材料包括传统封装层和化学吸附层；以传统封装层为基底，将成膜剂溶解到纳米吸附材料悬浮液中制得涂层前驱液，将涂层前驱液覆膜在传统封装层上，静置
、
干燥，即在传统封装层上形成化学吸附层，得到钙钛矿光电器件封装材料
。2.
根据权利要求1所述的钙钛矿光电器件封装材料，其特征在于，所述成膜剂为聚乙烯醇；所述纳米吸附材料悬浮液为改性纳米二氧化硅悬浮液
。3.
根据权利要求2所述的钙钛矿光电器件封装材料，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅悬浮液的制备方法为：
S1.
调整纳米二氧化硅悬浮液的
pH
至酸性并加热至
60℃
；
S2.
将硅烷偶联剂缓慢滴加至上述纳米二氧化硅悬浮液中，反应完成后冷却至室温；
S3.
在
S2
得到的产物中加入氧化剂并在
80℃
下反应
4h
，升温沸腾
4h
后进行水置换，然后冷却至室温，得到改性纳米二氧化硅悬浮液
。4.
根据权利要求3所述的钙钛矿光电器件封装材料，其特征在于，所述酸性的
pH
值为
3。5.
根据权利要求3所述的钙钛矿光电器件封装材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂用量为纳米二氧化硅悬浮液中二氧化硅质量分数的
15
‑
30
％；所述氧化剂为
30w...

【专利技术属性】
技术研发人员：张飞，张宗旭，王世荣，李祥高，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：