[发明专利]等离子激元结构及钙钛矿光电器件

说明书

本发明提供一种等离子激元结构及钙钛矿光电器件，涉及光电技术领域。等离子激元结构包括：纳米金属颗粒内核、包裹纳米金属颗粒内核的外壳层、以及位于外壳层外侧的钝化修饰分子；钝化修饰分子包括：连接在外壳层上的外壳层钝化端、钝化分子碳链以及钙钛矿钝化端；钝化分子碳链连接外壳层钝化端和钙钛矿钝化端；外壳层钝化端包括：胺基、膦基、羧基、磺基、巯基中的至少一种；钙钛矿钝化端包括：至少一个含有孤对电子的官能团。胺基、膦基、羧基、磺基、巯基与外壳层表面的悬键结合，钝化外壳层缺陷，钝化分子碳链稳定“核‑壳等离子激元”，孤对电子与钙钛矿的晶界和界面处的卤素空位、或卤素悬键等结合，提高了钙钛矿光电器件的效率。

技术领域

本发明涉及光电技术领域，特别是涉及一种等离子激元结构及钙钛矿光电器件。

背景技术

等离子激元结构能够提升对光子的吸收作用，应用在光电产品中可以提升光电转换效率，因此具有广泛的应用前景。

然而，现有技术中的等离子激元结构，容易在钙钛矿光电器件中引入较多的缺陷，反而导致钙钛矿光电器件效率下降。

发明内容

本发明提供一种等离子激元结构及钙钛矿光电器件，旨在解决等离子激元结构在钙钛矿光电器件中引入较多的缺陷的问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种等离子激元结构，包括：纳米金属颗粒内核、包裹所述纳米金属颗粒内核的外壳层、以及位于所述外壳层外侧的钝化修饰分子；

所述外壳层的材料选自电介质材料和/或宽禁带半导体材料；

所述钝化修饰分子包括：连接在所述外壳层上的外壳层钝化端、钝化分子碳链以及钙钛矿钝化端；所述钝化分子碳链连接所述外壳层钝化端和所述钙钛矿钝化端；所述外壳层钝化端包括：至少一个钝化官能团，所述钝化官能团包括：胺基、膦基、羧基、磺基、巯基中的至少一种；所述钙钛矿钝化端包括：至少一个含有孤对电子的官能团。

等离子激元结构中的纳米金属颗粒内核在光照下，产生表面等离子激元共振，实现陷光和增强光子吸收的作用。外壳层的材料选自电介质材料和/或宽禁带半导体材料，包裹纳米金属颗粒内核的外壳层能够避免金属与钙钛矿的反应以及金属导致的漏电。外壳层钝化端中的胺基、膦基、羧基、磺基、巯基中的至少一种的钝化官能团，与外壳层表面的悬键发生结合，钝化外壳层表面的缺陷，且避免核-壳结构的等离子激元团聚长大，增强等离子激元的稳定性。钝化分子碳链可以充分稳定“核-壳等离子激元”，使得激元不会团聚，保持良好的等离子激元共振作用。钙钛矿钝化端中的孤对电子，与钙钛矿的晶界和界面处的卤素空位、或卤素悬键等结合，钝化钙钛矿的晶界和界面处的离子空位、悬键等缺陷，填充了这些光生载流子的“复合中心”，光照产生的电子、空穴传输到这些缺陷附近时，就不会被它们俘获，有利于载流子的传输。综上所述，本发明实施例中的等离子激元结构在实现陷光和增强光子吸收的基础上，钝化了钙钛矿光电器件中的缺陷，提高了钙钛矿光电器件的效率。

根据本发明的第二方面，提供了一种钙钛矿光电器件，包含钙钛矿材料层，前述任一项所述的等离子激元结构位于所述钙钛矿材料层与其他功能层的界面处、所述钙钛矿材料层的表面处或所述钙钛矿材料层内。

上述钙钛矿光电器件与前述等离子激元结构具有相同或相似的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例中的一种等离子激元结构的结构示意图；

图2示出了本发明实施例中的一种太阳电池的结构示意图。

附图编号说明：