[发明专利]水溶性SnO2无机半导体纳米材料的制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种水溶性SnO2无机半导体纳米材料制备方法与应用。它的制备方法，包括如下步骤：将SnCl4·5H2O溶于水和乙醇的混合溶剂中，并加入8‑10％的四甲基氢氧化铵水溶液，然后进行水热合成反应，并通过丙酮沉淀，即得到水溶性SnO2无机半导体纳米材料。本发明的水溶性SnO2无机半导体纳米材料不仅在水中具有非常优越的分散性，其在三氟乙醇中也具有较优良的分散性，使得其可以在ITO或钙钛矿薄膜上通过旋涂法得到SnO2薄膜；且其制备方法安全、简单、成本低廉且环境友好。 1

主权项

1.一种水溶性SnO₂无机半导体纳米材料的制备方法，包括如下步骤：将SnCl₄·5H₂O溶于水和乙醇的混合溶剂中，搅拌至溶解，形成一种澄清的溶液，加入8‑10％的四甲基氢氧化铵水溶液，剧烈搅拌至形成一种澄清透明溶液，移入反应釜中，进行水热反应，得到一种澄清透明溶液，该澄清透明溶液通过丙酮沉淀、水分散，如此重复次数为2‑4次，最后并在真空条件下干燥产物，即得到水溶性的SnO₂无机半导体纳米材料，其中所述水和乙醇的混合溶剂的体积比为1∶1～10；所述SnCl₄·5H₂O在水和乙醇的混合溶剂中的浓度为：30～70mg/mL；所述8‑10％的四甲基氢氧化铵水溶液的体积与水/乙醇混合溶剂的体积比为5∶1～10；所述水热反应温度为170～200℃，水热反应时间为4～24小时。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述干燥温度为50～100℃；所述干燥时间为12～24h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述四甲基氢氧化铵水溶液的浓度为9％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述水热反应温度为190～200℃；所述水热反应时间为10‑14小时。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述水和乙醇的混合溶剂的体积比为1∶3。

6.一种根据权利要求1‑5中任一项所述的制备方法制得的水溶性SnO₂无机半导体纳米材料，其特征在于：所述水溶性SnO₂无机半导体纳米材料的晶体尺寸为5～20nm。

7.一种根据权利要求6所述的水溶性SnO₂无机半导体纳米材料在水或三氟乙醇中制得的分散体系。

8.一种水溶性SnO₂无机半导体纳米材料的制膜工艺，其特征在于：将权利要求7的分散体系在基板上进行旋涂法制膜，所述制膜使用的基板为ITO或钙钛矿薄膜。

9.权利要求8所述的水溶性SnO₂无机半导体纳米材料所制备的薄膜在钙钛矿太阳能电池中的应用。

10.根据权利要求9所述的水溶性SnO₂无机半导体纳米材料所制备的薄膜在钙钛矿太阳能电池中的应用，其特点在于：所述钙钛矿太阳能电池为正向或者反向。