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专利号: 2021103808481
申请人: 中国计量大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 有机化学〔2〕
更新日期:2024-11-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于1‑丁基吡啶鎓阳离子的铋碘酸盐有机无机杂化的类钙钛矿半导体材料,其特征在于:该类钙钛矿材料的结构式为(BH)5(Bi2I11),式中BH为1‑丁基吡啶鎓阳离子,其分子结构如式(I):

(I);

上述类钙钛矿半导体材料为正交晶系,Pba21空间群,晶胞参数为a = 14.9775(4) Å,b 3

= 14.977 Å,c = 30.1648(8) Å,α = 90°,β = 90°,γ = 90°,V = 2691.3(3) Å  , Z=4,ρC3

= 2.449 g/cm  , 材料的晶体颜色为红色,晶体熔点为269℃;该材料结构表现为离子型化

5‑

合物,其中双核碘铋酸根(Bi2I11) 为抗衡阴离子,阴离子中的两个BiI6八面体呈共顶点连结形式,而阳离子则是1‑丁基吡啶鎓阳离子;因为阳离子中丁基的构象变化及其多样,因此该晶体结构的结晶学独立单元中包括五个构象有差异的1‑丁基吡啶鎓阳离子;其分子结构如式(II):

(II)。

2.根据权利要求1所述类钙钛矿半导体材料的制备方法,其方法包括以下步骤:(1)室温下将六氟磷酸‑1‑丁基吡啶鎓盐溶解在乙腈中;

(2)室温下将碘化铋和碘化钾粉末混合溶解在乙腈中;

(3)将所述述两种溶液混合,并搅拌使之充分反应,过滤得到棕红色滤液A;

(4)将滤液A旋蒸至干,洗涤并干燥,最终得到红棕色晶态粉末产物。

3.根据权利要求2所述类钙钛矿半导体材料的制备方法,其特征在于:上述的三种反应物的摩尔比为六氟磷酸‑1‑丁基吡啶鎓盐 : BiI3 : KI为5 : 2 : 5。

4.根据权利要求1所述类钙钛矿半导体材料的应用,其特征在于拥有类似钙钛矿的结构, 光学带隙值(即半导体禁带宽度)为2eV,是中等禁带宽度的无铅型类钙钛矿半导体材料,其具有特征的光电导性能,可作为卤化物钙钛矿基光电器件中的半导体材料。