Способ получения светопоглощающего материала со структурой перовскита


H01L51/42 - Приборы на твердом теле, предназначенные для выпрямления, усиления, генерирования или переключения или конденсаторы или резисторы по меньшей мере с одним потенциальным барьером или поверхностным барьером; с использованием органических материалов в качестве активной части или с использованием комбинации органических материалов с другими материалами в качестве активной части; способы или устройства специально предназначенные для производства или обработки таких приборов или их частей (способы или устройства для обработки неорганических полупроводниковых тел, включающей в себя образование или обработку органических слоев на них H01L 21/00,H01L 21/312,H01L 21/47)

Владельцы патента RU 2646671:

Акционерное общество "ЕвроСибЭнерго" (RU)

Изобретение относится к способу получения органо-неорганического светопоглощающего материала со структурой перовскита, который может быть использован при изготовлении «перовскитных» солнечных ячеек. Описан способ получения светопоглощающего материала со структурой перовскита со структурной формулой ADB3, где катионом А является CH3NH3+, (NH2)2CH+, C(NH2)3+, Cs+ или их смесь, анионом В является Cl-, Br-, I- или их смесь, а компонентом D является Sn, Pb или Bi или их смесь, заключающийся в смешивании реагента композиции АВ - nB2 и реагента, содержащего D, где в качестве реагента, содержащего D, используется Sn, Pb или Bi в виде металла или в составе сплавов, оксидов, солей, при этом на реагент D наносится реагент композиции АВ - nB2, с последующим удалением избытка реагентов, а в реагенте композиции АВ - nB2, n больше или равен единице, а компонентом В2 является Cl2, Br2, I2 или их смесь. Технический результат: разработан способ получения светопоглощающего органо-неорганического материала со структурой перовскита без использования растворителя. 7 з.п. ф-лы, 3 пр.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу получения органо-неорганического светопоглощающего материала со структурой перовскита, который может быть использован при изготовлении «перовскитных» солнечных ячеек.

Уровень техники

Из уровня техники известны способы получения органо-неорганических светопоглощающих материалов со структурой перовскита. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ изготовления перовскитов CH3NH3PbI3 и CH3NH3PbBr3.

Так в патенте CN 104250723, 09/09/2014, Zhi Zheng, Cheng Camry, Lei Yan, Jia Huimin, Ho Wei Wei, He Yingying "Chemical method for in-situ large-area controlled synthesis of perovskite type CH3NH3PbI3 membrane material based on lead simple-substance membrane" описывается способ изготовления перовскита CH3NH3PbI3 в результате погружения металлического свинца в раствор йода и йодида метиламмония в органическом растворителе, например, этаноле.

В патенте CN 105369232, 16/02/2015, Zhi Zheng, Не Yingying, Lei Yan, Cheng Camry, Jia Huimin, Ho Wei Wei, "Lead-based perovskite-type composite elemental thin-film in-situ wide area control CH3NH3PbBr3 film material chemical method" описывается способ изготовления перовскита CH3NH3PbBr3 в результате погружения металлического свинца в раствор бромида метиламмония в органическом растворителе, например, изопропаноле.

Недостатком вышеуказанных методов является необходимость использования растворителя, что усложняет и замедляет технологический процесс формирования органо-неорганического перовскита, приводит к производственным рискам, рискам для здоровья и экологии.

Раскрытие изобретения

Задачей заявляемого технического решения является разработка простого, быстрого и малоотходного способа получения светопоглощающих органо-неорганических материалов со структурой перовскита без использования растворителя, который позволит использовать полученный материал в солнечных ячейках.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемого изобретения, является простой и быстрый способ получения светопоглощающего органо-неорганического материала со структурой перовскита без использования растворителя, который позволит использовать полученный материал в солнечных ячейках.

Технический результат достигается тем, что светопоглощающий материал со структурой перовскита со структурной формулой ADB3, где катионом А является CH3NH3+, (NH2)2CH+, C(NH2)3+, Cs+ или их смесь, анионом В является Cl-, Br-, I- или их смесь, а компонентом D является Sn, Pb или Bi или их смесь, может быть получен смешиванием реагента композиции АВ - nB2 и реагента, содержащего D, где в качестве реагента, содержащего D, используется Sn, Pb или Bi в виде металла или в составе сплавов, оксидов, солей, при этом на реагент D наносится реагент композиции АВ - nB2, с последующим удалением избытка реагентов, а в реагенте композиции АВ - nB2, n больше или равен единице, а компонентом В2 является Cl2, Br2, I2 или их смесь.

В частном случае реализации изобретения, смешивание реагента АВ - nB2 и реагента, содержащего D осуществляется путем растворения компонента D в смеси, содержащей компоненты А и В, с последующим повышением температуры или смешивание реагента АВ - nB2 и реагента, содержащего D осуществляется путем растворения компонента D в смеси, содержащей компоненты А и В, с последующим понижением давления или смешивание реагента АВ - nB2 и реагента D осуществляется путем растворения компонента D в смеси, содержащей компоненты А, В, D, с последующим повышением температуры или смешивание реагента АВ - nB2 и реагента D осуществляется путем растворения компонента D в смеси, содержащей компоненты А, В, D, с последующим понижением давления. Кроме этого, смешивание реагентов АВ - nB2 и реагента, содержащего D, может осуществляться путем нанесения реагентов АВ - nB2 на реагент, содержащий D. Кроме этого, нанесение реагентов АВ - nB2 на реагент, содержащий D, может осуществляться любым из перечисленных способов или их комбинацией: нанесение на вращающуюся подложку, напыление, погружение, дозирование лезвием, накалывание, рулонное нанесение, трафаретная печать, а избыток компонента В композиции АВ - nB2 может удаляться любым из перечисленных способов или их комбинацией: промывание в растворителе, накалывание растворителя на поверхность, прокаливание при повышенной температуре, снижение давления, использование вещества, поглощающего компонент В.

Основной особенностью получения новой композиции светопоглощающего материала со структурой перовскита является быстрое и простое его получение без использования растворителя по следующей реакции: АВ - nB2 + С = ADB3 + (n-1)В2.

Ниже приведен вариант приготовления светопоглощающего материала со структурой перовскита общей формулы ADB3.

Пример конкретного выполнения

В качестве примера конкретного выполнения приведены сведения о реализации заявляемого способа и получении перовскитной солнечной ячейки.

Пример 1

На проводящую подложку, представляющую собой слой свинца толщиной 250 нм, нанесенный на блокирующий слой TiO2, который, в свою очередь, нанесен на проводящую подложку FTO (fluorinated tin oxide) или ITO (indium doped tin oxide), наносится накапыванием композиция MAI - 2I2, полученная смешением 159 мг MAI и 508 мг I2, после чего подложка приводится во вращение на спинкоатере. После этого подложка нагревается и выдерживается при температуре 115°С в течение 30 минут. В результате на стеклянной подложке образуется слой перовскита MAPbI3.

Пример 2

К композиции состава АВ - nB2 (А = МА; В = I, Br; n≥1), полученной путем смешения 127 мг MAI, 22 мг MABr и 508 мг I2, в избытке добавляется порошок Pb в количестве 20 мг, после чего смесь перемешивается в течение 12 часов. После этого смесь фильтруется с использованием фильтра ПТФЭ (размер пор 0,45 мкм). На стеклянную подложку с нанесенным на ее поверхность слоем свинца толщиной 50 нм наносится полученный фильтрат, после чего подложка приводится во вращение на спинкоатере. По окончании вращения подложка погружается в изопропанол, затем вынимается и высушивается. В результате на стеклянной подложке образуется слой перовскита MAPbIxBr3-x.

Пример 3

На стеклянную подложку с нанесенным на ее поверхность слоем свинца толщиной 250 нм наносится накапыванием композиция состава АВ - nB2 (А = MA, FA; В = I, Br; n≥1), полученная смешением 137 мг FAI, 22 мг MABr и 508 мг I2, после чего подложка приводится во вращение на спинкоатере. За 15 секунд до окончания вращения на подложку накапывается 100 мкл изопропанола. В результате на стеклянной подложке образуется слой перовскита MAxFA1-xPbI3yBr3-3y (0≤х≤1; 0≤y≤1).

1. Способ получения светопоглощающего материала со структурой перовскита со структурной формулой ADB3, где катионом А является CH3NH3+, (NH2)2CH+, C(NH2)3+, Cs+ или их смесь, анионом В является Cl-, Br-, I- или их смесь, а компонентом D является Sn, Pb или Bi или их смесь, заключающийся в смешивании реагента композиции АВ - nB2 и реагента, содержащего D, где в качестве реагента, содержащего D, используется Sn, Pb или Bi в виде металла или в составе сплавов, оксидов, солей, при этом на реагент D наносится реагент композиции АВ - nB2, с последующим удалением избытка реагентов, а в реагенте композиции АВ - nB2, n больше или равен единице, а компонентом В2 является Cl2, Br2, I2 или их смесь.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смешивание реагента АВ - nB2 и реагента, содержащего D, осуществляется путем растворения компонента D в смеси, содержащей компоненты А и В, с последующим повышением температуры.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что смешивание реагента АВ - nB2 и реагента, содержащего D, осуществляется путем растворения компонента D в смеси, содержащей компоненты А и В, с последующим понижением давления.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смешивание реагента АВ - nB2 и реагента D осуществляется путем растворения компонента D в смеси, содержащей компоненты А, В, D, с последующим повышением температуры.

5. Способ по п. 1 или 4, отличающийся тем, что смешивание реагента АВ - nB2 и реагента D осуществляется путем растворения компонента D в смеси, содержащей компоненты А, В, D, с последующим понижением давления.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смешивание реагентов АВ - nB2 и реагента, содержащего D, осуществляется путем нанесения реагентов АВ - nB2 на реагент, содержащий D.

7. Способ по п. 4, отличающийся тем, что нанесение реагентов АВ - nB2 на реагент, содержащий D, осуществляется любым из перечисленных способов или их комбинацией: нанесение на вращающуюся подложку, напыление, погружение, дозирование лезвием, накапывание, рулонное нанесение, трафаретная печать.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что избыток компонента В композиции АВ - nB2 удаляется любым из перечисленных способов или их комбинацией: промывание в растворителе, накапывание растворителя на поверхность, прокаливание при повышенной температуре, снижение давления, использование вещества, поглощающего компонент В.



 

Похожие патенты:

Объектом настоящего изобретения является электропроводящая основа (100-300) для светодиода OLED, последовательно содержащая: стеклянную подложку (1), электрод, выполненный в виде металлической сетки (2) с нитями (20), электроизолирующий слой (41) вывода света под металлической сеткой (2), частично структурированный по толщине слой (3) с заданным составом с показателем преломления n3 от 1,7 до 2,3, который находится на слое вывода света, при этом частично структурированный слой образован: структурированной областью (31) с полостями, по меньшей мере частично содержащими металлическую сетку, другой областью, называемой нижней областью (30), на слое вывода света.

Изобретение относится к технологиям преобразования солнечной энергии в электрическую. Перовскитная солнечная ячейка представляет собой слоистую структуру, включающую, по меньшей мере, три слоя: два проводящих слоя - р-проводящий и n-проводящий, а также размещенный между ними светопоглощающий слой, при этом один из проводящих слоев выполнен пористым, а светопоглощающий слой имеет перовскитную структуру общей структурной формулой АВХ3, где в качестве А используют Cs+, или СН3МН3+, или (NH2)2CH+, в качестве В используют Pb2+ или Sn2+, в качестве X используют I-, или Br-, или Cl-.

Изобретение относится к технологии изготовления сенсорных структур на основе твердотельного полупроводника и функционального органического покрытия и может быть использовано при создании ферментных биосенсоров на основе полевых транзисторов или структур «электролит-диэлектрик-полупроводник».

Изобретение относится к импульсной СВЧ технике, а именно к устройствам формирования импульсных сигналов сверхмалой длительности с функцией управления длительностью.

Изобретение относится к полимерному соединению, к вариантам композиций, предназначенных для изготовления различных органических или гибридных оптоэлектронных изделий, структур и устройств, в том числе органических фотовольтаических устройств и органических светоизлучающих транзисторов, а также к способу получения полимерного соединения и его применению.

Изобретение относится к полимерному соединению, к вариантам композиций, предназначенных для изготовления полимерных фотовольтаических, светоизлучающих устройств и органических транзисторов, а также к способу получения полимерного соединения и его применению.

Изобретение относится к осветительному устройству, включающему источник света для генерирования излучения источника света и конвертер света. Конвертер включает матрицу из первого полимера.
Изобретение относится к способу изготовления прозрачной рассеивающей подложки органического светоизлучающего диода (ОСИД), содержащему следующие последовательные этапы: (a) шлифование одной поверхности или обеих поверхностей плоской светопропускающей стеклянной подложки толщиной 0,1-5 мм абразивной суспензией для получения плоской стеклянной подложки по меньшей мере с одной шероховатой поверхностью, имеющей профиль шероховатости со среднеарифметическим отклонением Ra 0,1-2,0 мкм, предпочтительно 0,15-1,5 мкм, (b) покрытие шероховатой поверхности или одной из шероховатых поверхностей стеклоприпоем с высоким показателем преломления, обладающим показателем преломления предпочтительно 1,7-2,2, (c) нагрев покрытой подложки до температуры выше температуры плавления стеклоприпоя с высоким показателем преломления и ниже температуры размягчения нижележащей подложки для образования эмали с высоким показателем преломления на одной из шероховатых поверхностей.

Изобретение относится к области приборов на твердом теле с использованием органических материалов в качестве активной части, в частности к микродисплеям, изготовленным по OLED-технологии, и может быть использовано при создании дисплеев нового поколения, включая дисплеи объемного изображения, а также в оптических приемо-передающих устройствах.

Изобретение относится к области полупроводниковых светоизлучающих приборов, а именно - к электролюминесцентным устройствам на основе органических светоизлучающих диодов.

Изобретение может быть использовано в производстве бумаги, продуктов питания, сельскохозяйственных изделий, красок, лаков. Крошка включает в свой состав по меньшей мере один содержащий карбонат кальция материал и характеризуется содержанием сухого вещества в интервале 78,0-90,0 мас.% в расчете на общую массу.

Изобретение может быть использовано при изготовлении изделий из резины. Способ получения обработанного наполнителя включает обработку суспензии, содержащей необработанный наполнитель, который не является предварительно высушенным, с помощью композиции, содержащей агент для обработки.
Изобретение может быть использовано в производстве красок, клеев, герметиков, бумаги, косметики, а также в строительстве и сельском хозяйстве. Способ получения товарного минерального наполнителя включает мокрый помол содержащего карбонат кальция материала в смеси с водой и по меньшей мере одним диспергирующим агентом при температуре от 60°C до 150°C.

Изобретение относится к способу получения водной суспензии неорганического вещества путем диспергирования и/или дробления в присутствии по меньшей мере одного амина и винилкарбонового полимера.

Изобретение может быть использовано при изготовлении изделий из каучука. Способ получения обработанного наполнителя включает обработку суспензии, содержащей необработанный наполнитель, который не является предварительно высушенным, с помощью композиции для обработки, содержащей агент для обработки.

Изобретение может быть использовано в лакокрасочной промышленности, полиграфии, в производстве стекла и керамики, пластмасс и декоративной косметики. Контрастный многослойный пигмент содержит субстрат в виде плоских частиц, имеющих средний диаметр от 5 до 300 мкм, и покрыт, по меньшей мере, одним прозрачным диэлектрическим слоем.

Изобретение относится к способу получения коллоидных растворов блоксополимера бутилакрилата и акриловой кислоты. Способ получения коллоидных растворов узкодисперсного по молекулярной массе амфифильного блоксополимера бутилакрилата и акриловой кислоты с узким распределением мицелл по размеру включает на первой стадии полимеризацию одного мономера в присутствии радикального инициатора и низкомолекулярного агента обратимой передачи цепи (ОПЦ-агента) и на второй стадии включает сополимеризацию полученного полимерного ОПЦ-агента со вторым мономером.

Изобретение относится к составам керамических пигментов, которые могут быть использованы для декорирования фарфоровых и фаянсовых изделий. Керамический пигмент зеленый содержит, мас.

Изобретение может быть использовано при получении декоративных и автомобильных лакокрасочных покрытий, антикоррозионных покрытий, при окраске пластиков, в полиграфии, в производстве красок для стекла и керамики и декоративной косметики.

Изобретение относится к полимерной композиции, содержащей по меньшей мере одну полимерную смолу, которая представляет собой по меньшей мере один термопластичный полимер и по меньшей мере один белый минеральный материал с реакционно-способной поверхностью, представляющий собой карбонат кальция.

Изобретение может быть использовано при изготовлении пигментов, применяемых в полиграфических красках и чернилах для печати полиграфической продукции, защищенной от подделки. Пигмент для защитного элемента содержит порошок из плоских частиц толщиной 10-20 мкм и размерами в плоскости 20-40 мкм. Указанные частицы включают центральный слой из магнитного материала и внешние красочные и/или интерференционные слои, обеспечивающие цветопеременность при наблюдении их под различными углами. По крайней мере, некоторая часть пигментных частиц имеет одинаковые размеры и легко идентифицируемую форму границ, заданную при их изготовлении и отличающуюся для каждой из частиц менее чем на 3%. Внешние слои выполнены из фоточувствительных прозрачных материалов, в которых сформированы объемные фазово-контрастные брэгговские дифракционные решетки. Изобретение позволяет получить пигмент, подлинность которого надежно и просто контролируется визуально или с помощью простейших оптических средств. 3 н.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

Изобретение относится к способу получения органо-неорганического светопоглощающего материала со структурой перовскита, который может быть использован при изготовлении «перовскитных» солнечных ячеек. Описан способ получения светопоглощающего материала со структурой перовскита со структурной формулой ADB3, где катионом А является CH3NH3+, 2CH+, C3+, Cs+ или их смесь, анионом В является Cl-, Br-, I- или их смесь, а компонентом D является Sn, Pb или Bi или их смесь, заключающийся в смешивании реагента композиции АВ - nB2 и реагента, содержащего D, где в качестве реагента, содержащего D, используется Sn, Pb или Bi в виде металла или в составе сплавов, оксидов, солей, при этом на реагент D наносится реагент композиции АВ - nB2, с последующим удалением избытка реагентов, а в реагенте композиции АВ - nB2, n больше или равен единице, а компонентом В2 является Cl2, Br2, I2 или их смесь. Технический результат: разработан способ получения светопоглощающего органо-неорганического материала со структурой перовскита без использования растворителя. 7 з.п. ф-лы, 3 пр.

Наверх