[發(fā)明專利]復(fù)合材料及其制備方法、光伏器件和發(fā)光二極管

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• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN113130768A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丘潔龍
• 申請（專利權(quán)）人: TCL集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: H01L51/46
• 分類號: H01L51/46;H01L51/42;H01L51/48;H01L51/54;H01L51/50;H01L51/56;C03C17/42
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 方良

本發(fā)明屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合材料及其制備方法、光伏器件和發(fā)光二極管。復(fù)合材料包括二氧化鈦納米顆粒以及摻雜在所述二氧化鈦納米顆粒中的鋁元素和銦元素，該復(fù)合材料以In、Al共摻雜二氧化鈦納米顆粒的方式，可以降低二氧化鈦納米材料的HOMO能級、同時(shí)提升了納米二氧化鈦材料的LUMO能級，這樣的復(fù)合材料，用于量子點(diǎn)器件，可以很好地與量子點(diǎn)的能級結(jié)構(gòu)匹配，從而可以提高器件中載流子遷移速率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合材料及其制備方法、光伏器件和發(fā)光二極管。

背景技術(shù)

量子點(diǎn)(Quantum Dot，QD)具有激發(fā)光譜寬、發(fā)射光譜窄、發(fā)光波長可調(diào)、發(fā)光效率高等光學(xué)特點(diǎn)，被認(rèn)為是極具潛力的新型光電材料。研究發(fā)現(xiàn)，基于金屬鹵化物鈣鈦礦量子點(diǎn)材料的太陽能電池的光轉(zhuǎn)化效率可達(dá)20％，這是其它材料無法媲美的。

目前，高效的量子點(diǎn)太陽能電池中，電池基本結(jié)構(gòu)分別包括玻璃、摻氟氧化錫(SnO₂-F，F(xiàn)TO)、電子傳輸層、光吸收敏化層、空穴傳輸層及金屬電極。作為電子傳輸層最常使用的材料，二氧化鈦薄膜具有無毒環(huán)保、透明度高、光穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。盡管如此，二氧化鈦薄膜作為太陽能電池的電子傳輸層仍存在缺點(diǎn)，比如二氧化鈦薄膜表面比較粗糙，器件功能層之間的結(jié)合效果不好，導(dǎo)致載流子在器件內(nèi)部的遷移率低。另外，納米二氧化鈦材料能級與太陽能電池中的量子點(diǎn)光敏化材料能級差異大，載流子在不同材料之間遷移需要克服較大的能級勢壘，這也導(dǎo)致量子點(diǎn)太陽能電池內(nèi)部的載流子遷移速率慢，上述因素不利于了光吸收敏化層的光生電子的轉(zhuǎn)移輸出，進(jìn)而限制了光伏器件的光電性能進(jìn)一步提升。

因此，現(xiàn)有技術(shù)仍有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種復(fù)合材料及其制備方法，旨在解決二氧化鈦材料的載流子遷移速率慢的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明一方面提供一種復(fù)合材料的制備方法，包括：

將鋁鹽和銦鹽溶于第一溶劑中，得到第一溶液；

將含鈦元素前驅(qū)體鹽溶于第二溶劑中，得到第二溶液；

將所述第一溶液加入所述第二溶液中，靜置處理后，得到前驅(qū)體溶液；

將所述前驅(qū)體溶液進(jìn)行煅燒處理，得到所述復(fù)合材料。

本發(fā)明提供的復(fù)合材料的制備方法，將鋁鹽和銦鹽配制的第一溶液加入含鈦元素前驅(qū)體鹽配制的第二溶液中，靜置反應(yīng)后形成前驅(qū)體溶液，將該前驅(qū)體溶液煅燒分解，從而形成In、Al共摻雜的二氧化鈦納米顆粒復(fù)合材料；通過利用鋁和銦的共摻雜方式，可以降低二氧化鈦納米材料的HOMO能級、同時(shí)提升了納米二氧化鈦材料的LUMO能級，這樣制備得到的復(fù)合材料，用于量子點(diǎn)器件，可以與量子點(diǎn)能級結(jié)構(gòu)更好地匹配，從而可以提高器件中載流子遷移速率。

本發(fā)明另一方面還提供一種復(fù)合材料，所述復(fù)合材料是利用本發(fā)明上述所述的制備方法制備的。

以及一種復(fù)合材料，所述復(fù)合材料包括二氧化鈦納米顆粒以及摻雜在所述二氧化鈦納米顆粒中的鋁元素和銦元素。

本發(fā)明提供的復(fù)合材料包括二氧化鈦納米顆粒以及摻雜在所述二氧化鈦納米顆粒中的鋁元素和銦元素，該復(fù)合材料以In、Al共摻雜的二氧化鈦納米顆粒的方式，可以降低二氧化鈦納米材料的HOMO能級、同時(shí)提升了納米二氧化鈦材料的LUMO能級，這樣的復(fù)合材料，用于量子點(diǎn)器件，可以很好地與量子點(diǎn)的能級結(jié)構(gòu)匹配，從而可以提高器件中載流子遷移速率。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種光伏器件，旨在解決現(xiàn)有光伏器件中二氧化鈦材料的能級不能很好地與量子點(diǎn)材料的能級匹配，從而造成載流子遷移速率慢的技術(shù)問題。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種光伏器件，包括：