一种氧化镍薄膜及其制备方法和应用

本发明涉及氧化镍纳米材料，尤其涉及一种氧化镍薄膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、地球含量丰富的氧化镍是一种低成本的材料，具有良好的能带位置，高空穴迁移率，优越的热稳定性和化学稳定性，已广泛应用于有机和钙钛矿太阳能电池。事实上，溶液处理的氧化镍纳米颗粒(nps)已被证明是沉积氧化镍薄膜的一种简便而有效的方法。在这个过程中，通常包括两个步骤，首先是合成超细的氧化镍nps，然后将其分散到合适的溶剂中，形成稳定的氧化镍nps溶液。然而，通过特定方法制备的纳米颗粒具有固定的粒径和能级，这限制了其在实现高效稳定太阳能电池方面的应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种氧化镍薄膜及其制备方法和应用，以弥补氧化镍薄膜在高效稳定太阳能电池方面的应用限制。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种氧化镍薄膜的制备方法，包含如下步骤：

4、将氧化镍纳米颗粒分散在水中形成纳米颗粒油墨；

5、将所得纳米颗粒油墨涂覆后进行退火处理，得到氧化镍薄膜；

6、所述退火处理的温度为90～180℃。

7、优选的，所述退火处理的温度为120～150℃。

8、优选的，所述退火处理的时间为5～30min。

9、优选的，所述退火处理的时间为15～20min。

10、优选的，所述纳米颗粒油墨中氧化镍纳米颗粒的浓度为10～40mg/ml；所述氧化镍纳米颗粒的粒径为5～10nm。

11、优选的，所述纳米颗粒油墨中氧化镍纳米颗粒的浓度为20～30mg/ml。

12、优选的，所述涂覆为旋涂，所述旋涂的速度为1000～2500r/min，时间为20～40秒。

13、优选的，所述旋涂的速度为1500～2000r/min，时间为30～35秒。

14、本发明还提供了所述的制备方法得到的氧化镍薄膜。

15、本发明还提供了所述氧化镍薄膜作为空穴传输层在硒化锑太阳能电池中的应用。

16、本发明证明无机p型氧化镍可以作为平面异质结硒化锑太阳能电池的高效空穴传输材料，且其具有较高的稳定性。本发明提供的氧化镍薄膜的制备采用了一种简便的溶液工艺，即将氧化镍纳米颗粒分散在水溶剂中形成纳米颗粒油墨。通过在空气中旋涂纳米颗粒油墨，然后进行低温退火。经实验验证，氧化镍空穴层可以显著提高硒化锑太阳能电池的器件性能，光电转换效率达到6.25％。本发明为全无机n-i-p硒化锑太阳能电池应用提供了一种具有良好稳定性的生态友好型、经济高效的空穴传输材料。本发明以水为溶剂，且反应温度较低，使制备流程简单环保且薄膜致密平整度较高。

技术特征：

1.一种氧化镍薄膜的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述退火处理的温度为120～150℃。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述退火处理的时间为5～30min。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述退火处理的时间为15～20min。

5.根据权利要求1或2或4所述的制备方法，其特征在于，所述纳米颗粒油墨中氧化镍纳米颗粒的浓度为10～40mg/ml；所述氧化镍纳米颗粒的粒径为5～10nm。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述纳米颗粒油墨中氧化镍纳米颗粒的浓度为20～30mg/ml。

7.根据权利要求1或2或4或6所述的制备方法，其特征在于，所述涂覆为旋涂，所述旋涂的速度为1000～2500r/min，时间为20～40秒。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述旋涂的速度为1500～2000r/min，时间为30～35秒。

9.权利要求1～8任意一项所述的制备方法得到的氧化镍薄膜。

10.权利要求9所述氧化镍薄膜作为空穴传输层在硒化锑太阳能电池中的应用。

技术总结
本发明涉及氧化镍纳米材料技术领域，尤其涉及一种氧化镍薄膜及其制备方法和应用。本发明将氧化镍纳米颗粒分散在水中形成纳米颗粒油墨；将所得纳米颗粒油墨涂覆后进行退火处理，得到氧化镍薄膜；所述退火处理的温度为90～180℃。本发明证明无机p型氧化镍可以作为平面异质结硒化锑太阳能电池的高效空穴传输材料，且其具有较高的稳定性。本发明提供的氧化镍薄膜的制备采用了一种简便的溶液工艺，即将氧化镍纳米颗粒分散在水溶剂中形成纳米颗粒油墨。通过在空气中旋涂纳米颗粒油墨，然后进行低温退火。经实验验证，氧化镍空穴层可以显著提高硒化锑太阳能电池的器件性能，光电转换效率达到6.25％。

技术研发人员：赵琦,彭小琪,唐荣风,陈涛
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13