[发明专利]一种金属掺杂钙钛矿薄膜、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种金属掺杂钙钛矿薄膜的制备方法，其特征是，包括如下步骤：

a、将金属溶解到HX溶液中，形成含有金属离子的HX溶液；HX中的X为Cl、Br或I；

b、将步骤a中所形成的含有金属离子的HX溶液与甲胺溶液通过混合、烘干，制备成掺杂金属离子的CH₃NH₃X粉末；

c、将步骤b中所形成的掺杂金属离子的CH₃NH₃X粉末与铅盐混合并溶于二甲基甲酰胺中，制备成钙钛矿前驱液；所述铅盐为PbBr₂、PbI₂或PbCl₂；

d、将步骤c中所制备的钙钛矿前驱液通过旋涂工艺制备成掺杂金属离子的钙钛矿薄膜；

所述步骤a具体是：

a1、称取金属粉末；并量取HX溶液，HX中的X为Cl、Br或I；

a2、将HX溶液加入金属粉末中，通过冰浴搅拌至金属粉末完全溶解在HX溶液中，形成含有金属离子的HX溶液；

所述步骤b具体是：

b1、量取甲胺溶液；

b2、将所量取的甲胺溶液逐滴加入含有金属离子的HX溶液内，搅拌均匀，形成混合溶液；

b3、将步骤b2所得的混合溶液倒入培养皿中，将培养皿置于加热板上烘干，即得掺杂金属离子的CH₃NH₃X粉末；

所述步骤b2具体是：

首先量取无水乙醇；

接着将含有金属离子的HX溶液倒入无水乙醇中，搅拌均匀；

最后将所量取的甲胺溶液逐滴加入含有金属离子且添加了无水乙醇的HX溶液中，搅拌均匀，形成混合溶液；

所述步骤c具体是：

c1、在充满N₂的手套箱内称取掺杂金属离子的CH₃NH₃X粉末及铅盐粉末，并使两者混合，形成混合粉末；所述铅盐为PbBr₂、PbI₂或PbCl₂；

c2、在混合粉末中加入二甲基甲酰胺，通过搅拌使混合粉末完全溶解，得到钙钛矿前驱液；

所述步骤d具体是：

d1、在手套箱内，量取钙钛矿前驱液并滴加到基片上进行旋涂制膜；

d2、旋涂结束后，使基片在手套箱内静置20min~30min；

d3、将静置后的基片从手套箱内取出，并放置在加热板上进行退火处理，退火完成后即得掺杂了金属离子的钙钛矿薄膜；

所述步骤d3中的退火工艺为：先在80℃~100℃下退火2.5h~4h，再在120℃~150℃下退火15min~20min。

2.根据权利要求1所述的金属掺杂钙钛矿薄膜的制备方法，其特征是，步骤a中所述金属为Al、Zn、Fe、Cu或Mn。