[发明专利]一种用横向电流制备钙钛矿CH3NH3PbI3薄膜的方法

说明书

本发明公开了一种用横向电流制备钙钛矿CH₃NH₃PbI₃薄膜的方法，该方法在钙钛矿CH₃NH₃PbI₃前驱液常温刮涂结束后，将电极置于衬底两端的钙钛矿CH₃NH₃PbI₃前驱液上，使用恒流电源给钙钛矿CH₃NH₃PbI₃前驱液通电，使钙钛矿CH₃NH₃PbI₃前驱液在电流的作用下结晶，即可得到钙钛矿CH₃NH₃PbI₃薄膜。本发明操作简单，刮涂过程不需要加热，只需施加电流即可使钙钛矿CH₃NH₃PbI₃前驱液快速结晶，刮涂后也不需要退火，降低了制作成本。

技术领域

本发明属于钙钛矿薄膜制作技术领域，具体涉及一种在制备钙钛矿CH₃NH₃PbI₃薄膜过程中使钙钛矿常温加电流结晶的方法。

背景技术

近年来钙钛矿材料已成为材料科学研究领域的热点之一，其由于具有较高的载流子迁移率、强的光吸收能力、较高的发光效率、扩散距离长、制作成本低等优点，引起广泛关注。它可应用在电子器件和光电子器件等方面，如钙钛矿发光二极管、光电探测器、太阳能电池等。目前钙钛矿薄膜制备方法很多，例如：溶液法、双源共蒸发法、连续沉积法以及蒸汽辅助溶液法等。但是，这些方法制作工艺较复杂，可控因素多，所制作器件的重复性较差，并且都需要退火步骤。如溶液法是先将钙钛矿前驱液旋涂在衬底上，然后进一步将钙钛矿薄膜在高纯N₂气氛的手套箱中100℃退火10分钟，使钙钛矿薄膜进一步结晶并长大。然而在手套箱N₂气氛中退火，增加了制作成本。

发明内容

本发明的目的在于解决上述溶液法中需将钙钛矿CH₃NH₃PbI₃薄膜在手套箱N₂气氛中退火的问题，提供一种不需要退火，直接在空气中使钙钛矿CH₃NH₃PbI₃前驱液快速结晶制备钙钛矿CH₃NH₃PbI₃薄膜的方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：将钙钛矿CH₃NH₃PbI₃前驱液滴于清洗干净的FTO导电玻璃上，并用刮涂仪进行常温刮涂；刮涂结束后，将电极置于FTO导电玻璃两端的钙钛矿CH₃NH₃PbI₃前驱液上，使用恒流电源给钙钛矿CH₃NH₃PbI₃前驱液通电，电源电压为10～20V、电流大小为3～9mA，通电时间为30～60秒得到钙钛矿CH₃NH₃PbI₃薄膜。

上述方法中，优选电源电压为10～20V、电流大小为5～7mA，通电时间为30～60秒。

上述的钙钛矿CH₃NH₃PbI₃前驱液是将CH₃NH₃I与PbI₂按摩尔比为1:1加入二 甲基甲酰胺中，得到的1.0～1.5mol/L的CH₃NH₃PbI₃溶液。