本發(fā)明屬于有機光電材料的制備領域。
背景技術:
近年來,為了解決日益嚴峻的能源和環(huán)境問題,人們把目光投向了新能源的開發(fā)和利用上。在各種新能源技術中,光伏發(fā)電無疑是最具有前景的方向之一。傳統(tǒng)的硅基太陽能電池雖然實現(xiàn)了產業(yè)化,有著較為成熟的市場,但其性價此還無法與傳統(tǒng)能源相競爭,并且制造過程中的污染和能耗問題影響了其廣泛應用。因此,研究和發(fā)展高效率、低成本的新型太陽能電池十分必要。在眾多的新型太陽能電池里,鈣鈦礦薄膜太陽能電池近兩年脫穎而出,吸引了眾多科研工作者的關注,還被《Science》評選為2013年十大科學突破之一。
通過靜電紡絲技術制備納米纖維材料是近十幾年來世界材料科學技術領域的最重要的學術與技術活動之一。靜電紡絲并以其制造裝置簡單、紡絲成本低廉、可紡種類繁多、工藝可控等優(yōu)點,已成為有效制備納米纖維材料的主要途徑之一。靜電紡絲技術已經制備了種類豐富的納米纖維,包括有機、有機/無機復合和無機納米纖維。因此,通過靜電紡絲法制備有機-無機雜化鈣鈦礦納米纖維,不但具有較強的理論研究價值,而且也具有較好的潛在應用價值。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提出一種靜電紡絲法制備有機-無機雜化鈣鈦礦纖維薄膜的方法。
本發(fā)明的技術方案如下:
1)將碘化鉛溶解于有機溶劑中配置成一定濃度的溶液;
2)聚合物分散劑加入上述溶液中,超聲波分散后得到靜電紡絲溶液;
3)將靜電紡絲溶液在靜電紡絲儀器上進行紡絲,制備聚合物/碘化鉛復合纖維;
4)將CH3NH2X溶解在有機溶劑中,配制成一定濃度的溶液;
5)將所紡絲的聚合物/碘化鉛復合纖維浸泡在CH3NH3X溶液中,真空干燥后制備有機-無機雜化鈣鈦礦CH3NH3PbX3纖維薄膜。
本發(fā)明以靜電紡絲法制備了碘化鉛纖維薄膜,然后將纖維薄膜浸泡在CH3NH2X有機溶劑中,真空干燥后制備有機-無機雜化鈣鈦礦纖維薄膜。該纖維薄膜在染料敏化太陽能電池,有機聚合體異質結太陽能電池,鈣鈦礦太陽能電池有較好的應用前景。
該方法制備的有機-無機雜化鈣鈦礦纖維直徑均一,纖維的直徑與形貌可以通過靜電紡絲參數(shù)來調節(jié)。該方法工藝簡單,操作簡便,制備條件易控,易于工業(yè)化生產。
本發(fā)明所用的有機溶劑為N,N-二甲基甲酰胺,丁內酯,乙醇,異丙醇,醋酸,過氧化二碳酸二異丙醇酯中的一種或者混合溶劑。
本發(fā)明的聚合物分散劑為聚乙烯吡咯烷酮,聚乙烯醇,聚氧化乙烯,聚丙烯腈,醋酸纖維素中的一種或者混合。
本發(fā)明中的CH3NH2X中的X代表碘,溴,氯原子中的一種或者組合。
附圖說明
圖1為實施例1所制備的有機-無機雜化鈣鈦礦CH3NH3PbX,纖維薄膜SEM圖
圖2為實施例1所制備的有機-無機雜化鈣鈦礦CH3NH3PbX3纖維薄膜EDX圖
具體實施方式
【例1】
稱取0.80g碘化鉛溶于5ml潔凈的試劑瓶中,加入20ml N,N-二甲基甲酰胺混合均勻并充分溶解。將0.5g聚乙烯吡咯烷酮溶解在上述溶液中,避光超聲波分散4h后得到粘稠的紡絲溶液,備用。紡絲條件:針頭內徑,0.2~1mm;針頭到接收板的間距,10~20cm;電壓,15~20kV;溶液流量,0.5~2ml/h;紡絲時間,10~30min。將CH3NH3X溶解在異丙醇中配置10mg/ml的溶液。將靜電紡絲制備的聚乙烯吡咯烷酮/碘化鉛纖維薄膜浸泡在CH3NH3X的異丙醇溶液中30min后,取出,用異丙醇清洗后真空干燥。