[發明專利]一種二維銀鉍鹵化物雙鈣鈦礦材料及合成和應用有效

申請號：	201910981638.0	申請日：	2019-10-16
公開（公告）號：	CN112661792B	公開（公告）日：	2022-11-29
發明（設計）人：	韓克利;程鵬飛;趙文遠	申請（專利權）人：	中國科學院大連化學物理研究所
主分類號：	C07F9/94	分類號：	C07F9/94;C09K11/06;H01L51/42;H01L51/46
代理公司：	沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002	代理人：	馬馳
地址：	116023 遼寧省***	國省代碼：	遼寧;21
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種二維鹵化物雙鈣鈦礦材料合成應用
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【說明書】：

本發明公開了一種二維銀鉍鹵化物雙鈣鈦礦材料，其步驟包括將溴化苯乙胺、含銀化合物、含鉍化合物加入到氫溴酸的水溶液中，混合物在氮氣保護下100℃～120℃攪拌3～5h；反應結束后，冷卻至室溫，快速抽濾，將得到的晶體放入真空烘箱中60℃～80℃保持18～24h。本發明制備方法簡單，得到的二維鈣鈦礦環保無毒且非常穩定，在光伏領域具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于太陽能電池技術領域，具體涉及一種新型太陽能電池材料及合成和應用。

背景技術

二維有機-無機雜化鈣鈦礦材料具有獨特的光電性質和優異的穩定性，已成為材料領域的研究熱點。雖然已經報道了數百種二維有機-無機雜化鈣鈦礦材料，但大多數是基于有限數量的二價陽離子，如Pb²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Cr²⁺、Sn²⁺、Cd²⁺等。相比之下，雙鈣鈦礦含有兩種不同金屬陽離子的有序排列，可以容納更多不同的金屬和氧化態，有助于擴展二維鈣鈦礦材料的范圍，但目前關于二維鹵化物雙鈣鈦礦材料的報道還很少見。

發明內容

本發明的目的在于提供一種二維銀鉍鹵化物雙鈣鈦礦材料及其制備方法，該材料制備簡單，環保無毒，光電性能優異，有望用于太陽能電池等光電器件。

一種二維銀鉍鹵化物雙鈣鈦礦材料，其中，所述二維銀鉍鹵化物雙鈣鈦礦材料的化學式為(PEA)₄AgBiBr₈，PEA為苯乙胺(C₆H₅CH₂CH₂NH₂)，該二維鈣鈦礦結構是由有機的苯乙胺層和無機的溴化銀/溴化鉍混合層依次交替組成，層與層之間由范德華力連接，層間距為1.64nm。

所述二維銀鉍鹵化物雙鈣鈦礦材料的制備方法如下：

按所需計量比將溴化苯乙胺、含銀化合物、含鉍合物加入到氫溴酸溶液中，混合物在氮氣保護下100℃～120℃加熱攪拌3～5h，得到金黃色透亮溶液。反應結束后，冷卻至室溫，抽濾，將得到的晶體放入真空烘箱中60℃～80℃保持18～24h。用能量色散X射線能譜儀檢測產物的成分可知，其中銀鉍原子比為1:1。

所述的二維銀鉍鹵化物雙鈣鈦礦材料的合成方法，其中，在制備過程中所用的含銀化合物為碘化銀、溴化銀或碳酸銀中的一種或二種以上。

所述的二維銀鉍鹵化物雙鈣鈦礦材料的合成方法，其中，在制備過程中所用的含鉍化合物為碘化鉍、溴化鉍或氧化鉍中的一種或二種以上。

所述的二維銀鉍鹵化物雙鈣鈦礦材料的合成方法，其中，在制備過程中：每合成1mmol(PEA)₄AgBiBr₈需要15～20ml 48wt.％氫溴酸水溶液。

所述的二維銀鉍鹵化物雙鈣鈦礦材料的光學帶隙，經固體-紫外吸收光譜檢測為2.61eV，可作為吸光材料適合用于太陽能電池吸光層中。

所述的二維銀鉍鹵化物雙鈣鈦礦材料經X射線衍射檢測其晶體結構保持不變，可以在空氣中穩定超過一年。

有益效果：

本發明制備方法簡單，得到的二維鈣鈦礦環保無毒且非常穩定，在光伏領域具有良好的應用前景。