ЖИДКАЯ КОМПОЗИЦИЯ ПОЛИГАЛОГЕНИДОВ ПЕРЕМЕННОГО СОСТАВА Российский патент 2018 года по МПК C07C211/63 C07C257/12 C07C279/02 C01D3/04 C07F13/00 C01D3/10 C01D3/12 C09C1/00 

Описание патента на изобретение RU2648465C1

Область техники, к которой относится изобретение

Заявляемое изобретение относится к органо-неорганическим композициям переменного состава, служащим исходным реагентом для получения органо-неорганических перовскитов.

Уровень техники

Из уровня техники известны способы синтеза прекурсоров органо-неорганических перовскитов, являющихся фотоактивным материалом, например для прекурсоров MAI (иодид метиламмония) и FAI (иодид формамидиния).

Недостатком вышеперечисленных прекурсоров является их твердое агрегатное состояние, которое требует применения растворителя и специальных условий проведения реакции для получения органо-неорганического перовскита, которые усложняют технологический процесс, увеличивают производственно-технологические, экологические риски и оказывают негативное воздействие на здоровье работников при получении органо-неорганического перовскита.

Недостатком вышеперечисленных полииодидов является использование в них катионов, не подходящих для получения светопоглощающего материала перовскитных солнечных ячеек.

Раскрытие изобретения

Задачей заявляемого изобретения является создание жидкой композиции полигалогенидов, использование которой приводит к упрощению и ускорению технологического процесса получения органо-неорганического перовскита и перовскитоподобных соединений, содержащих Pb, Sn, Bi при комнатной температуре без применения растворителей.

Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого изобретения, заключается в упрощении и ускорении технологического процесса получения органо-неорганического перовскита и перовскитоподобных соединений, содержащих Pb, Sn, Bi при комнатной температуре без применения растворителей.

Технический результат достигается тем, что жидкий исходный реагент для получения органо-неорганического перовскита имеет состав АВ - nB2, где n≥1, А является по крайней мере одним из катионов CH3NH3+, (NH2)2CH+, С(NH2)3+ или их смесью, В является по крайней мере одним из анионов Cl-, Br-, I- или их смесью, причем смешение компонентов с катионами А и анионами В, при молярном соотношении А к В от 1:1 до 1:5, осуществлено в диапазоне температур от 0 до 150°С.

Технический результат при реализации способа достигается тем, что способ получения жидкого исходного реагента для получения органо-неорганического перовскита заключается в том, что осуществляют смешение компонентов с катионами А и В, где А является по крайней мере одним из катионов CH3NH3+, (NH2)2СН+, С(NH2)3+, Cs+ или их смесью, В является по крайней мере одним из анионов Cl-, Br-, I- или их смесью, при молярном соотношении А к В от 1:1 до 1:5, в диапазоне температур от 0 до 150°С, с обеспечением формирования смеси АВ - nB2, где n≥1.

Ниже приведены варианты приготовления раствора жидкой композиции полигалогенидов общей формулы АВ - nB2.

Пример 1.

К навеске кристаллического MAI в виде твердого порошка массой 318 мг (2 ммоль) при комнатной температуре добавляется навеска кристаллического йода в виде твердого порошка массой 1016 мг (4 ммоль). После этого смесь перемешивается с помощью якоря на магнитной мешалке при комнатной температуре в течение 3 минут, в результате чего образуется жидкость темно-коричневого цвета состава MAI - 2I2. После приготовления композиция сохраняет свои свойства в течение не менее месяца при комнатной температуре.

Пример 2.

К навеске кристаллического MAI в виде твердого порошка массой 318 мг (2 ммоль) при комнатной температуре добавляется навеска кристаллического йода в виде твердого порошка массой 1270 мг (5 ммоль). После этого смесь нагревается и перемешивается с помощью якоря на магнитной мешалке в течение 3 минут при температуре 40°С, в результате чего образуется жидкость темно-коричневого цвета состава MAI - 2,5I2. После приготовления композиция сохраняет свои свойства в течение не менее месяца при комнатной температуре.

Пример 3.

Навеска кристаллического йода в виде твердого порошка массой 2540 мг (10 ммоль) нагревается в замкнутом сосуде до температуры 120°С, в результате чего йод плавится. После этого к ней добавляется навеска кристаллического MAI в виде твердого порошка массой 318 мг (2 ммоль). Затем смесь перемешивается с помощью якоря на магнитной мешалке в течение 3 минут и остужается до температуры 70°С, в результате чего образуется жидкость темно-коричневого цвета состава MAI - 5I2. После приготовления композиция сохраняет свои свойства в течение не менее месяца при температуре 70°С.

Похожие патенты RU2648465C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕТОПОГЛОЩАЮЩЕГО МАТЕРИАЛА СО СТРУКТУРОЙ ПЕРОВСКИТА 2016
  • Гудилин Евгений Алексеевич
  • Тарасов Алексей Борисович
  • Петров Андрей Андреевич
  • Белич Николай Андреевич
  • Гришко Алексей Юрьевич
RU2646671C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЁНКИ ОРГАНО-НЕОРГАНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСНОГО ГАЛОГЕНИДА 2020
  • Гудилин Евгений Алексеевич
  • Тарасов Алексей Борисович
  • Белич Николай Андреевич
  • Ивлев Павел Андреевич
RU2779015C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНКИ СВЕТОПОГЛОЩАЮЩЕГО МАТЕРИАЛА С ПЕРОВСКИТОПОДОБНОЙ СТРУКТУРОЙ 2017
  • Тарасов Алексей Борисович
  • Белич Николай Андреевич
  • Гудилин Евгений Алексеевич
  • Петров Андрей Андреевич
  • Гришко Алексей Юрьевич
RU2675610C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ПЛЕНКИ НА ОСНОВЕ ОРГАНО-НЕОРГАНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСНЫХ ГАЛОГЕНИДОВ С ПЕРОВСКИТОПОДОБНОЙ СТРУКТУРОЙ 2019
  • Фатеев Сергей Анатольевич
  • Тарасов Алексей Борисович
  • Белич Николай Андреевич
  • Гришко Алексей Юрьевич
  • Шленская Наталья Николаевна
  • Гудилин Евгений Алексеевич
  • Петров Андрей Андреевич
RU2712151C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНКИ СВЕТОПОГЛОЩАЮЩЕГО МАТЕРИАЛА С ПЕРОВСКИТОПОДОБНОЙ СТРУКТУРОЙ 2017
  • Гудилин Евгений Алексеевич
  • Тарасов Алексей Борисович
  • Петров Андрей Андреевич
  • Белич Николай Андреевич
  • Гришко Алексей Юрьевич
RU2685296C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЁНКИ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНЫХ ГАЛОГЕНИДОВ С ПЕРОВСКИТОПОДОБНОЙ СТРУКТУРОЙ 2020
  • Гудилин Евгений Алексеевич
  • Тарасов Алексей Борисович
  • Белич Николай Андреевич
RU2779016C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ СТРУКТУР ГАЛОГЕНИДНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ (ВАРИАНТЫ) 2018
  • Гудилин Евгений Алексеевич
  • Фатеев Сергей Анатольевич
  • Гришко Алексей Юрьевич
  • Тарасов Алексей Борисович
  • Петров Андрей Андреевич
  • Белич Николай Андреевич
  • Шлёнская Наталья Николаевна
RU2708365C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПЛЕНКИ ПЕРОВСКИТОПОДОБНОГО МАТЕРИАЛА 2018
  • Гудилин Евгений Алексеевич
  • Тарасов Алексей Борисович
  • Гришко Алексей Юрьевич
  • Финкельберг Яша Михайлович
RU2692110C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРУПНОЗЕРНИСТЫХ ПЛЕНОК ПЕРОВСКИТА В УСЛОВИЯХ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ОГРАНИЧЕННОГО РОСТА 2017
  • Белич Николай Андреевич
  • Гришко Алексей Юрьевич
  • Гудилин Евгений Алексеевич
  • Тарасов Алексей Борисович
  • Петров Андрей Андреевич
RU2661025C1
ПЕРОВСКИТНАЯ СОЛНЕЧНАЯ ЯЧЕЙКА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2016
  • Тарасов Алексей Борисович
  • Белич Николай Андреевич
  • Гудилин Евгений Алексеевич
RU2645221C1

Реферат патента 2018 года ЖИДКАЯ КОМПОЗИЦИЯ ПОЛИГАЛОГЕНИДОВ ПЕРЕМЕННОГО СОСТАВА

Изобретение относится к новому жидкому реагенту для получения органо-неорганических перовскитов, которые могут быть использованы для светопоглощающих материалов в солнечной энергетике. Жидкий исходный реагент для получения органо-неорганического перовскита соответствует составу АВ-nB2, где n=1-5, А является катионом, выбранным из CH3NH3+, (NH2)2CH+, C(NH2)3+, или смесью катионов CH3NH3+, (NH2)2CH+, C(NH2)3+, возможно в смеси с ионами Cs+, В является анионом, выбранным из Cl-, Br-, I-, или их смесью, В2 выбирается из Cl2, Br2 и I2 или их смеси. Изобретение также относится к способу получения указанного жидкого исходного реагента. Способ заключается в том, что осуществляют смешение соединения АВ, или смеси соединений АВ, возможно с галогенидом цезия, где А является катионом, выбранным из CH3NH3+, (NH2)2CH+, C(NH2)3+, В является анионом, выбранным из Cl-, Br-, I-, с компонентом В2, где В2 выбирается из Cl2, Br2 и I2 или их смеси, при молярном соотношении АВ к В2 от 1:1 до 1:5, в диапазоне температур от 10 до 120°C. Использование жидкой композиции полигалогенидов приводит к упрощению и ускорению технологического процесса получения органо-неорганического перовскита и перовскитоподобных соединений, содержащих Pb, Sn, Bi, т.к. позволяет провести процесс без применения растворителей. 2 н.п. ф-лы, 3 пр.

Формула изобретения RU 2 648 465 C1

1. Жидкий исходный реагент для получения органо-неорганического перовскита, соответствующий составу АВ-nB2, где n=1-5, А является катионом, выбранным из CH3NH3+, (NH2)2CH+, C(NH2)3+, или смесью катионов CH3NH3+, (NH2)2CH+, C(NH2)3+, возможно в смеси с ионами Cs+, В является анионом, выбранным из Cl-, Br-, I-, или их смесью, В2 выбирается из Cl2, Br2 и I2 или их смеси.

2. Способ получения жидкого исходного реагента для получения органо-неорганического перовскита по п. 1, заключающийся в том, что осуществляют смешение соединения АВ, или смеси соединений АВ, возможно с галогенидом цезия, где А является катионом, выбранным из CH3NH3+, (NH2)2CH+, C(NH2)3+, В является анионом, выбранным из Cl-, Br-, I-, с компонентом В2, где В2 выбирается из Cl2, Br2 и I2 или их смеси, при молярном соотношении АВ к В2 от 1:1 до 1:5, в диапазоне температур от 10 до 120°C.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2648465C1

BING CAI et al., High performance hybrid ;solar cells sensitized by organolead halide perovskite, Energy & Environmental Science, 2013, 6, 1480-1485
HYOSUNG CHOI et
al., Cesium-doped methylammonium lead iodide perovskite light absorber for hybrid solar cells, Nano EnergyVolume 7, 2014, Pages 80-85
A Stegemann et al., Room temperature molten polyiodides, Electrochimics Acta, 1992, vol 37,no.3, pp.375-383
Teck Ming Koh et al., Formamidinium-Containing Metal-Halide: An Alternative Material for Near-IR Absorption Perovskite Solar Cells, The Journal of Phisical Chemistry C, 2013, ACS PUBLICATION
Hu, М.; t al., Efficient Hole-Conductor-Free, Fully Printable Mesoscopic Perovskite Solar Cells with a Broad Light Harvester NH2CH[double Bond, Length as M-dash]NH2PbI3
J
Mater
Chem
Способ защиты переносных электрических установок от опасностей, связанных с заземлением одной из фаз 1924
  • Подольский Л.П.
SU2014A1
Andrews, Lester, Optical spectra of the dibromide and diiodide ions in the matrix-isolated M+Br2- and M+I2- species
Journal of the American Chemical Society (English), 1976, 98 (8), 2152-6
Автоматическое поворотное приспособление к мотальным и тому подобным машинам для шпуль с разматываемыми нитями 1939
  • Болдырев П.Л.
SU59141A1
WO 2015159952 A, 22.10.2015 & EP3133658 A1, 22.02.2017
Karpfen, Alfred, The intermolecular interaction in the charge-transfer complexes between amines and halogens: a theoretical characterization of the trends in halogen bonding
Theoretical Chemistry Accounts (English), 2003, 110(1),1-9
RU 2016138728 А1, приоритет 30.09.2016.

RU 2 648 465 C1

Авторы

Гудилин Евгений Алексеевич

Тарасов Алексей Борисович

Петров Андрей Андреевич

Белич Николай Андреевич

Гришко Алексей Юрьевич

Даты

2018-03-26Публикация

2016-12-29Подача