[发明专利]一种基于钙钛矿材料的X射线防护结构及其制备方法

权利要求书

1.一种基于钙钛矿材料的X射线防护结构，其特征在于，所述X射线防护结构包括：基底、钙钛矿吸收层和顶部封装层；在基底与顶部封装层之间形成一层或多层钙钛矿吸收层；在多层钙钛矿吸收层中，每相邻的两层钙钛矿吸收层之间包括一层层间隔离层；所述钙钛矿吸收层的材料采用钙钛矿或者钙钛矿混合物；钙钛矿的通式为ABX₃，其中，A⁺为无机铯离子C_s⁺或有机胺的阳离子，采用甲胺、甲脒、乙胺、丙胺和丁胺中的一种或多种的掺杂；B²⁺为二价铅离子Pb²⁺；X^-为卤素离子，采用I^-、Br^-和Cl^-中的一种或多种的掺杂；钙钛矿吸收层含有铅元素，铅的原子序数为82，具有良好的能量吸收特性，从而增强对X射线的吸收能力。

2.如权利要求1所述的X射线防护结构，其特征在于，所述钙钛矿混合物为钙钛矿与有机聚合物的共混物，有机聚合物采用聚乙烯吡咯烷酮PVP、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚乙烯咔唑PVK、聚氯乙烯PVC、聚碳酸酯PC、聚苯乙烯PS、聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚酰胺PA、聚烯烃弹性体POE和纤维素中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的X射线防护结构，其特征在于，所述层间隔离层的材料采用聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]PTAA、聚乙烯吡咯烷酮PVP、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚二甲基硅氧烷PDMS、氧化锌ZnO纳米颗粒和二氧化钛TiO₂纳米颗粒中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的X射线防护结构，其特征在于，所述顶部封装层的材料采用聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]PTAA、聚乙烯吡咯烷酮PVP、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚二甲基硅氧烷PDMS、氧化锌ZnO纳米颗粒和二氧化钛TiO₂纳米颗粒中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的X射线防护结构，其特征在于，所述基底的材料采用硬质基底或者柔性基底；当基底的材料采用硬质基底时，X射线防护结构用于X射线防护墙或防护屏；同时通过调节卤素的掺杂比例，从而改变钙钛矿材料的颜色，不仅实现了对X射线的防护作用，还能起到装饰效果；当基底的材料采用柔性基底时，用于可穿戴设备。

6.如权利要求1所述的X射线防护结构，其特征在于，所述钙钛矿吸收层的单层厚度在100nm～100μm之间。

7.一种基于钙钛矿材料的X射线防护结构的制备方法，其特征在于，包括一层钙钛矿吸收层，所述制备方法包括以下步骤：

1)制备钙钛矿的前驱液混合溶液；

2)提供基底；

3)在空气中或充满氮气氛围的手套箱中将前驱液混合溶液通过旋涂、滴涂、喷涂、刮刀涂布或狭缝涂布的方式，制备在基底上；

4)在空气中或充满氮气氛围的手套箱中加热并退火，从而在基底上形成钙钛矿吸收层；

5)将形成顶部封装层的材料通过旋涂、滴涂、喷涂、刮刀涂布或狭缝涂布在钙钛矿吸收层上，形成顶部封装层。

8.一种基于钙钛矿材料的X射线防护结构的制备方法，其特征在于，包括多层钙钛矿吸收层，所述制备方法包括以下步骤：

1)制备钙钛矿的前驱液混合溶液；

2)提供基底；

3)在空气中或充满氮气氛围的手套箱中将前驱液混合溶液通过旋涂、滴涂、喷涂、刮刀涂布或狭缝涂布的方式，制备在基底上；

4)在空气中或充满氮气氛围的手套箱中加热并退火，从而在基底上形成钙钛矿吸收层；

5)将形成层间隔离层的材料通过旋涂、滴涂、喷涂、刮刀涂布或狭缝涂布在钙钛矿吸收层上，形成层间隔离层；

6)在空气中或充满氮气氛围的手套箱中将前驱液混合溶液通过旋涂、滴涂、喷涂、刮刀涂布或狭缝涂布的方式，制备在层间隔离层上；

7)在空气中或充满氮气氛围的手套箱中加热并退火，从而在层间隔离层上形成钙钛矿吸收层；

8)重复步骤5)～7)，形成多层钙钛矿吸收层与层间隔离层相间的结构；

9)将形成顶部封装层的材料通过旋涂、滴涂、喷涂、刮刀涂布或狭缝涂布在最顶层的钙钛矿吸收层上，形成顶部封装层。