一种基于多金属氧酸盐的复合薄膜的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种复合薄膜，具体的说，涉及一种基于多金属氧酸盐的复合薄膜。本发明以Keplerate型多金属氧酸盐和水溶性聚对苯撑乙烯衍生物作为原料，以经过预处理的ITO导电玻璃为基底，利用层接层自组装技术制备了具有光电响应的复合薄膜。薄膜制备的整个过程均使用水溶剂，对环境友好无害，且操作简便易行。所制备的复合薄膜经光电流瞬态测试，表现出了良好的光电响应，是一种具有潜在应用前景的光伏体系。
【专利说明】-种基于多金属氧酸盐的复合薄膜
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种复合薄膜，具体的说，涉及一种基于多金属氧酸盐的复合薄膜。
【背景技术】
[0002] 近年来，基于电子给体/受体材料构成的光伏体系一直是研究的热点。1986年，邓 青云博士率先研制出了有机双层光伏器件。1992年，Alan Heeger教授研究了高分子聚合 物聚对苯撑乙烯（PPV)衍生物/富勒烯（C60)这一体系的光电效应，并于1993年制得了相 应的光伏器件。在随后的近二十年里，这一领域吸引了大批科学家的兴趣，而一系列具有良 好光电转换性能的光伏体系纷纷被研发出来。然而，现今所报道的基于电子给/受体光伏 体系中，电子给体多为油溶性的聚噻吩类、聚对苯撑乙烯类衍生物等，电子受体多为富勒烯 (C60)及其衍生物。所用原料不仅价格昂贵，而且在制作过程中多用氯苯、二氯苯等有机溶 齐U，难以达到绿色环保的要求。因此，新型材料的使用成为此类光伏体系继续发展的一种选 择。
[0003] 多金属氧酸盐（Ρ0Μ)是一种良好的电子受体，能够在接受电子的同时保持结构稳 定。德国化学家Achim Miiller开启了设计合成Keplerate型多金属氧酸盐的新领域，但对 其研究主要是在结构和磁学性质等方面。Keplerate型多酸通常又称Keplerate球，与富勒 烯非常相似，具有高度对称的结构和大量的离域电子。因此，将Keplerate型多酸替代富勒 烯应用于光伏体系中是一种新颖而可行的选择。水溶性聚对苯撑乙烯衍生物由于具有良好 的热稳定性和光电性质，同样受到广泛关注。以水溶性聚对苯撑乙烯衍生物替代油溶性共 轭聚合物作为电子给体，避免了有机溶剂的使用，制作过程更加绿色环保。
[0004] 层接层（LbL)自组装技术已经非常成熟，在薄膜制备中易于操作。若选用水溶性 聚对苯撑乙烯衍生物作为电子给体，Keplerate型多金属氧酸盐作为电子受体，则两者都可 配制成水溶液，可通过层接层自组装来完成复合薄膜的制备，避免了使用真空蒸镀等复杂 的仪器设备和手段，在简化流程的同时降低了生产成本。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是利用Keplerate型多金属氧酸盐替代富勒烯作为电子受体，同时 以水溶性聚对苯撑乙烯衍生物作为电子给体，通过层接层自组装的方法制备具有光电流响 应的复合薄膜，得到一种新的基于电子给/受体的光伏体系。
[0006] 本发明的一种基于多金属氧酸盐的复合薄膜，包括以下步骤：
[0007] (1)将多金属氧酸盐配制成水溶液，调节此溶液pH在1-3之间；
[0008] (2)将水溶性高分子聚合物配制成水溶液；
[0009] (3)将ΙΤ0基片在预处理液中浸泡20分钟；
[0010] (4)将步骤（3)所得基片取出，用去离子水冲净，氮气吹干；
[0011] (5)将步骤（4)所得基片浸泡于PEI溶液中20分钟；
[0012] (6)将步骤（5)所得基片取出，用去离子水冲净，氮气吹干；
[0013] (7)将上一步骤所得基片浸泡于步骤（1)所得溶液中，保持20分钟；
[0014] (8)将上一步骤所得基片取出，用去离子水冲净，氮气吹干；
[0015] (9)将上一步骤所得基片浸泡于步骤（2)所得溶液中，保持20分钟；
[0016] (10)重复步骤（8);
[0017] (11)重复步骤（7)至步骤（10)，重复1至20次，制得所说的复合薄膜。
[0018] 所说的多金属氧酸盐为Ifeplerate型多酸，具体是指{W72V3(I}，其分子式为： Ki4(VO)2[K20c {(W)W5021(S04)} i2(V0)3()(S04)(H20) 63]·亂 150Η2(λ
[0019] 所说的水溶性高分子聚合物具体是指水溶性聚对苯撑乙烯衍生物P2,其结构式 为：
[0020]
【权利要求】
1. 一种基于多金属氧酸盐的复合薄膜，其特征在于，包括以下步骤： (1) 将多金属氧酸盐配制成水溶液，调节此溶液pH在1-3之间； (2) 将水溶性高分子聚合物配制成水溶液； (3) 将ITO基片在预处理液中浸泡20分钟； (4) 将步骤（3)所得基片取出，用去离子水冲净，氮气吹干； (5) 将步骤（4)所得基片浸泡于PEI溶液中20分钟； (6) 将步骤（5)所得基片取出，用去离子水冲净，氮气吹干； (7) 将上一步骤所得基片浸泡于步骤（1)所得溶液中，保持20分钟； (8) 将上一步骤所得基片取出，用去离子水冲净，氮气吹干； (9) 将上一步骤所得基片浸泡于步骤（2)所得溶液中，保持20分钟； (10) 重复步骤（8); (11) 重复步骤（7)至步骤（10)，重复1至20次，制得所说的复合薄膜。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的多金属氧酸盐为Keplerate型多 酸。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所说的Keplerate型多酸具体是指 (w72v3Q}，其分子式为：K 14(VO)2[K2〇c {(W)\\\〇2i(S〇4)} l2(VO).川(SO4)(H2O)ω]·t'α l50H2O,,
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的水溶性高分子聚合物具体是指水 溶性聚对苯撑乙烯衍生物P2,其结构式为：
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的预处理液是指piranha溶液 [H2S04:H 202 (体积比 7:3)]。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多金属氧酸盐水溶液的浓度为0. 5mmol/ L〇
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，水溶性高分子聚合物水溶液的浓度为 0· 3mg/mL〇
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，PEI溶液的浓度为0. 25mg/mL。
【文档编号】H01L51/46GK104112820SQ201310136280
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年4月18日 优先权日:2013年4月18日
【发明者】王恩波, 金戈, 陈维林, 王诗铭 申请人:东北师范大学