[發明專利]一種金屬氧化物納米顆粒薄膜的制備方法及電學器件

有效

• 申請號: 201710508825.8
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN109148695B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 程陸玲;楊一行
• 申請（專利權）人: TCL科技集團股份有限公司
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48;H01L51/56;H01L51/42;H01L51/50;C01G23/047;C01G23/053;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開一種金屬氧化物納米顆粒薄膜的制備方法及電學器件，包括：步驟A、通過金屬鹵化物在有機醇中進行加熱醇解制備含鹵素配體金屬氧化物納米顆粒；步驟B、將含鹵素配體金屬氧化物納米顆粒采用溶液法制備得到含鹵素配體金屬氧化物納米顆粒薄膜。本發明是利用金屬鹵化合物進行醇解的方式得到含鹵素配體金屬氧化物納米顆粒，然后將含鹵素配體金屬氧化物納米顆粒制備成薄膜，再一次利用鹵素對膜采用鈍化處理，這不僅進一步減少金屬氧化物納米顆粒表面的缺陷，而且也能夠使金屬氧化物納米顆粒與活性功能層之間進一步改善電荷傳輸，提高傳輸效率，進而提高器件效率。

技術領域

本發明涉及電學器件領域及其半導體材料制備技術領域，尤其涉及一種金屬氧化物納米顆粒薄膜的制備方法及電學器件。

背景技術

在電學器件的研究過程中，一個很重要的研究課題就是采用什么樣的方式才能夠很好的將電荷從活性功能層傳輸到對電極層，以此來改善器件的性能。以電池器件為例，針對鈣鈦礦電池器件結構以及結構功能層的選擇已經做了很大的改進。利用金屬氧化物納米顆粒納米顆粒如：TiO₂，ZnO，SnO₂，Zn₂SnO₄等作為電子傳輸層，主要目的是為了更好地使電荷進行傳輸。利用金屬氧化物納米顆粒制備器件有一個很好的優勢，即金屬氧化物納米顆粒納米晶或金屬氧化物納米顆粒前驅體都可以制備成溶液，并能夠用溶液法制備各種電學器件，同時也能夠降低器件的制備成本。利用這些金屬氧化物納米顆粒制備器件時，針對不同的活性功能層其相應的作用有所不同。在鈣鈦礦電池器件方面，金屬氧化物納米顆粒納米顆粒主要功能是電荷傳輸，在過去的電池器件制備過程當中主要采用TiO₂金屬氧化物納米顆粒前驅體制備成溶液進行旋涂，然后再進行高溫退火，以提高氧化物納米晶的結晶效果，進而提高電荷傳輸效果。雖然這種高溫退火的方式能夠進一步改善光伏器件的轉換效率，但高溫退火會帶來一定的問題，如：退火后的TiO₂在界面處會產生很多介孔，這些介孔與活性功能層之間會存在很多缺陷，因此在一定程度上會阻礙電荷的傳輸，還有高溫退火的熱處理工藝復雜，即不利于靈活的大規模制備，又增加了器件的制備成本。針對這些問題，研究工作者開發了金屬氧化物納米顆粒納米顆粒，來降低高溫退火金屬氧化物納米顆粒前驅體的溫度，以此進一步改善器件的制備工藝。如果金屬氧化物納米顆粒的制備溫度能夠控制在相對較低的溫度（150℃），利用這類納米顆粒不僅能夠改善器件的性能與制備工藝，同時也能夠降低器件的制備成本。利用這種金屬氧化物納米顆粒納米晶制備電子傳輸層，雖然很大程度上改進了器件的制備工藝，但在電荷的收集和傳輸方面改善仍不是很大。在半導體發光器件領域，也存在相同的問題。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種金屬氧化物納米顆粒薄膜的制備方法及電學器件，旨在解決現有金屬氧化物納米顆粒薄膜表面存在很多缺陷，導致金屬氧化物納米顆粒薄膜作為電池器件的電子傳輸層時阻礙電荷傳輸的問題。

本發明的技術方案如下：

一種含鹵素配體金屬氧化物納米顆粒薄膜的制備方法，其中，包括：

步驟A、通過金屬鹵化物在有機醇中進行加熱醇解制備含鹵素配體金屬氧化物納米顆粒；

步驟B、將含鹵素配體金屬氧化物納米顆粒采用溶液法制成含鹵素配體金屬氧化物納米顆粒薄膜。

所述的含鹵素配體金屬氧化物納米顆粒薄膜的制備方法，其中，所述步驟A具體包括：將金屬鹵化物與有機醇混合，所述金屬鹵化物與有機醇相應的摩爾與體積比例范圍為（1-3mmol）：(5-20ml)，并加熱，最后通過第一有機溶劑和第二有機溶劑對反應體系進行分離處理，得到含鹵素配體金屬氧化物納米顆粒。