[发明专利]一种金属氧化物纳米颗粒薄膜的制备方法及电学器件

说明书

本发明公开一种金属氧化物纳米颗粒薄膜的制备方法及电学器件，包括：步骤A、通过金属卤化物在有机醇中进行加热醇解制备含卤素配体金属氧化物纳米颗粒；步骤B、将含卤素配体金属氧化物纳米颗粒采用溶液法制备得到含卤素配体金属氧化物纳米颗粒薄膜。本发明是利用金属卤化合物进行醇解的方式得到含卤素配体金属氧化物纳米颗粒，然后将含卤素配体金属氧化物纳米颗粒制备成薄膜，再一次利用卤素对膜采用钝化处理，这不仅进一步减少金属氧化物纳米颗粒表面的缺陷，而且也能够使金属氧化物纳米颗粒与活性功能层之间进一步改善电荷传输，提高传输效率，进而提高器件效率。

技术领域

本发明涉及电学器件领域及其半导体材料制备技术领域，尤其涉及一种金属氧化物纳米颗粒薄膜的制备方法及电学器件。

背景技术

在电学器件的研究过程中，一个很重要的研究课题就是采用什么样的方式才能够很好的将电荷从活性功能层传输到对电极层，以此来改善器件的性能。以电池器件为例，针对钙钛矿电池器件结构以及结构功能层的选择已经做了很大的改进。利用金属氧化物纳米颗粒纳米颗粒如：TiO₂，ZnO，SnO₂，Zn₂SnO₄等作为电子传输层，主要目的是为了更好地使电荷进行传输。利用金属氧化物纳米颗粒制备器件有一个很好的优势，即金属氧化物纳米颗粒纳米晶或金属氧化物纳米颗粒前驱体都可以制备成溶液，并能够用溶液法制备各种电学器件，同时也能够降低器件的制备成本。利用这些金属氧化物纳米颗粒制备器件时，针对不同的活性功能层其相应的作用有所不同。在钙钛矿电池器件方面，金属氧化物纳米颗粒纳米颗粒主要功能是电荷传输，在过去的电池器件制备过程当中主要采用TiO₂金属氧化物纳米颗粒前驱体制备成溶液进行旋涂，然后再进行高温退火，以提高氧化物纳米晶的结晶效果，进而提高电荷传输效果。虽然这种高温退火的方式能够进一步改善光伏器件的转换效率，但高温退火会带来一定的问题，如：退火后的TiO₂在界面处会产生很多介孔，这些介孔与活性功能层之间会存在很多缺陷，因此在一定程度上会阻碍电荷的传输，还有高温退火的热处理工艺复杂，即不利于灵活的大规模制备，又增加了器件的制备成本。针对这些问题，研究工作者开发了金属氧化物纳米颗粒纳米颗粒，来降低高温退火金属氧化物纳米颗粒前驱体的温度，以此进一步改善器件的制备工艺。如果金属氧化物纳米颗粒的制备温度能够控制在相对较低的温度（150℃），利用这类纳米颗粒不仅能够改善器件的性能与制备工艺，同时也能够降低器件的制备成本。利用这种金属氧化物纳米颗粒纳米晶制备电子传输层，虽然很大程度上改进了器件的制备工艺，但在电荷的收集和传输方面改善仍不是很大。在半导体发光器件领域，也存在相同的问题。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种金属氧化物纳米颗粒薄膜的制备方法及电学器件，旨在解决现有金属氧化物纳米颗粒薄膜表面存在很多缺陷，导致金属氧化物纳米颗粒薄膜作为电池器件的电子传输层时阻碍电荷传输的问题。

本发明的技术方案如下：

一种含卤素配体金属氧化物纳米颗粒薄膜的制备方法，其中，包括：

步骤A、通过金属卤化物在有机醇中进行加热醇解制备含卤素配体金属氧化物纳米颗粒；

步骤B、将含卤素配体金属氧化物纳米颗粒采用溶液法制成含卤素配体金属氧化物纳米颗粒薄膜。

所述的含卤素配体金属氧化物纳米颗粒薄膜的制备方法，其中，所述步骤A具体包括：将金属卤化物与有机醇混合，所述金属卤化物与有机醇相应的摩尔与体积比例范围为（1-3mmol）：(5-20ml)，并加热，最后通过第一有机溶剂和第二有机溶剂对反应体系进行分离处理，得到含卤素配体金属氧化物纳米颗粒。