[发明专利]一种基于鱼骨状钙钛矿Cs2

说明书

本发明公开了一种基于鱼骨状钙钛矿Cs₂TeI₆的一氧化氮传感器及其制备方法和应用。具体而言，本发明的一氧化氮传感器包含膜材料和叉指电极，膜材料为鱼骨状钙钛矿Cs₂TeI₆，其被刷涂在叉指电极上，厚度为5～50μm，具有如下优点：制备便捷，操作简单；可以检测极低浓度的一氧化氮（60 ppb）；器件性能稳定。

技术领域

本发明属于有机半导体材料技术领域，具体涉及一种基于鱼骨状钙钛矿Cs₂TeI₆的一氧化氮传感器其制备方法，及其在环境一氧化氮检测中的用途。

背景技术

在日常生活环境中，汽车、便携式发电机的尾气，以及一些燃料(包括木材、煤炭、石油、天然气和废弃物)的不完全燃烧，都会产生一氧化氮。而一氧化氮是一种无色无味的气体，当空气中的浓度达到一定限度后，甚至会导致人类的死亡，因此一氧化氮的检测显得尤为重要。目前，一氧化氮传感器是传感器件领域众多研究方向中的一个热点，常见的一氧化氮传感器件基本上都基于金属氧化物材料，虽然其稳定性较好，但响应性较差，检测限较高，制备工艺较为复杂，不能适用于大规模应用。为了满足目前市场对传感器价廉、实用、易制备等方面的要求，亟需开发出一种新型的一氧化氮传感器。

发明内容

针对上述情况，本发明采用鱼骨状钙钛矿Cs₂TeI₆来制备一氧化氮传感器，并且通过在不同一氧化氮浓度下观察传感器的电流变化来检测不同浓度的一氧化氮。本发明测试了一氧化氮传感器在不同浓度一氧化氮下的电流变化以及器件的回复性，先将器件置于纯氮气环境中测其电流，然后不断增加环境中一氧化氮的含量，测其电流。

具体而言，本发明采用如下技术方案：

鱼骨状钙钛矿Cs₂TeI₆在制备一氧化氮传感器中的应用；或者鱼骨状钙钛矿Cs₂TeI₆在制备一氧化氮传感器膜材料中的应用。

一种基于鱼骨状钙钛矿Cs₂TeI₆的一氧化氮传感器，包括膜材料和叉指电极；所述膜材料为鱼骨状钙钛矿Cs₂TeI₆层。

上述基于鱼骨状钙钛矿Cs₂TeI₆的一氧化氮传感器的制备方法，包括如下步骤：将鱼骨状钙钛矿Cs₂TeI₆溶液涂在叉指电极上，加热烘干，制备基于鱼骨状钙钛矿Cs₂TeI₆的一氧化氮传感器。

本发明的一氧化氮传感器包括膜材料和叉指电极；所述膜材料的厚度为5～50μm，优选8～20μm；所述叉指电极以氧化铝（Al₂O₃）为基底，所述基底上设置银-钯合金（Ag-Pd）；所述叉指电极的叉指宽度为200～300 μm，叉指间距为100～200μm；所述基底的厚度为1～2mm；所述银-钯合金的厚度为100～200 nm。

本发明中，将钙钛矿Cs₂TeI₆、溶剂、异丁醇搅拌，得到鱼骨状钙钛矿Cs₂TeI₆，优选搅拌速度为500 rpm；钙钛矿Cs₂TeI₆、溶剂、异丁醇的用量比为150～200 mg∶1 mL∶10 mL，优选160 mg∶1 mL∶10 mL；所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺与二甲基亚砜的混合溶剂，优选N,N-二甲基甲酰胺与二甲基亚砜按照体积比1∶1混合。本发明中，将钙钛矿Cs₂TeI₆与溶剂加热后再与异丁醇搅拌，加热的温度为60℃，时间为1～3 h，优选的温度为60℃，时间为2 h。

本发明中，加热烘干器件的温度为70～100℃，时间为4～6 min，优选的温度为90℃，时间为5 min。