[发明专利]一种三维钙钛矿薄膜纳米尺度晶粒的调控方法及其应用和器件

权利要求书

1.一种三维钙钛矿薄膜纳米尺度晶粒的调控方法，其特征在于，通过调控钙钛矿前驱体溶液的浓度或者AX和BX₂的比例，实现从纳米尺度对钙钛矿颗粒中晶粒大小的调控，从本征上优化钙钛矿薄膜的质量；三维钙钛矿材料结构为ABX₃，其由AX和BX₂以一定比例在溶剂中配制得到；其中A为阳离子基团，B为第四主族金属或过渡金属，X为三种卤族元素的任意配比；其中AX：BX₂摩尔比例为1～100:1～100；溶剂是指N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)或γ-丁内酯中的任意一种，或者DMF、DMSO与γ-丁内酯按1～100:1～100:1～100的比例配成的混合溶剂。

2.根据权利要求1所述的调控方法，其特征在于，调控钙钛矿前驱体溶液的浓度为20％-5％，随着浓度从20wt％降低至10wt％，钙钛矿晶粒尺寸增加，从10wt％降低至5wt％，晶粒尺寸降低。

3.根据权利要求2所述的调控方法，其特征在于，调控钙钛矿前驱体溶液的浓度为20％，15％，10％，7％，5％。

4.根据权利要求1所述的调控方法，其特征在于，A为烷基胺、二胺、K⁺、Rb⁺和Cs⁺中的任意一种；B为第四主族：Pb²⁺，Ge²⁺，Sn²⁺中的任意一种，过渡金属为Cu²⁺，Ni²⁺，Co²⁺，Fe²⁺，Mn²⁺，Eu²⁺中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的调控方法，其特征在于，采用所述前驱体溶液旋涂制备钙钛矿薄膜，旋涂结束后将衬底加热退火得到钙钛矿薄膜。

6.根据权利要求5所述的调控方法，其特征在于，在旋涂仪开始转动后，滴加氯苯、甲苯、氯仿、甲醚、乙酸乙酯或几种溶液的混合液，旋涂结束后，退火得到钙钛矿薄膜。

7.根据权利要求1所述的调控方法，其特征在于，AX和BX₂的比例为1:1-5:1，优选为1:1、2:1、3:1之一。

8.根据权利要求1-7任一所述方法在调整三维钙钛矿薄膜纳米尺度晶粒中的应用，包括以下应用：通过钙钛矿晶粒大小的调控，明显改善钙钛矿薄膜覆盖率、提高钙钛矿材料内激发态的寿命从而提高载流子辐射复合发光的可能性、调控钙钛矿薄膜发光峰位置，实现薄膜光电性能的本征调控，特别是减少钙钛矿薄膜内和表面的缺陷态，最终提高钙钛矿器件的性能。

9.根据权利要求1-7任一所述方法获得的三维钙钛矿薄膜。

10.根据权利要求9所述的三维钙钛矿薄膜制备的发光器件或光伏器件，三维钙钛矿薄膜为发光器件的发光层或光伏器件的吸光层。