[发明专利]一种取向生长有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种取向生长有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法。该方法主要步骤为：将一定量的碘化铅和甲基碘化铵混合溶于N,N‑二甲基甲酰胺中，充分振荡均匀形成溶液，取适量溶液滴在石墨烯/铜基底上，用匀胶机进行旋涂，最后进行真空热处理得到取向生长有机无机杂化钙钛矿薄膜。本方法效果显著，成本低廉，工艺简单，实用性强。

技术领域

本发明涉及一种取向生长有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法，属于有机无机杂化半导体纳米材料制造领域。

背景技术

近年来，随着人们对钙钛矿材料的研究日益深入，研究者们发现了钙钛矿材料在太阳能电池领域具有非常巨大的应用前景。短短几年，有机无机杂化钙钛矿(CH₃NH₃PbI₃)太阳能电池的光电转化效率突飞猛进，发展至与传统太阳能电池效率相仿甚至更高，并且未来还有非常巨大的发展潜力。有机无机杂化钙钛矿作为太阳能电池材料具有吸光范围大并且可以覆盖整个可见光波段、吸光量较大、激子扩散距离长、光生载流子寿命长等优点，可以有效降低太阳能电池产业的生产成本和污染，提高光电转化效率。

本研究致力于获得取向生长的、具有高结晶性的有机无机杂化钙钛矿薄膜，我们可以预想，该取向钙钛矿薄膜在保持有机无机杂化钙钛矿保持原有优良光电性质的同时可以进一步加强光生载流子的分离效率以及更好的机械性能等，从而实现大规模的应用。因此，发展一种工艺简单、成本较低、效果明显的取向生长有机无机杂化钙钛矿薄膜制备方法是非常具有意义的。

发明内容

本发明提供一种取向生长有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1)取碘化铅和甲基碘化铵，溶于N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，充分振荡、超声分散至少20min，使其形成均匀溶液。

2)取步骤1)得到的混合溶液滴在石墨烯/铜基底上，用匀胶机进行旋涂。

3)将旋涂完毕的基底放入真空干燥箱中进行退火处理。

所述的基底必须是石墨烯/铜基底。

所述的碘化铅与甲基碘化铵的摩尔量比为1:1。

所述的退火处理条件为100℃，保温至少10min。

本发明制备工艺简单、过程易于控制，所得的有机无机杂化钙钛矿薄膜呈现大面积取向织构排列的现象，区别于其他基底上(ITO玻璃基底、Si基底、铜基底等)相同条件下仅呈现小晶体或者颗粒杂乱随机排列的现象。且本研究通过大量拓展实验发现，由于石墨烯与铜之间发生电荷转移形成了偶极矩驱动了有机无机杂化钙钛矿这种极性分子的有序排列。

附图说明

图1是实例1所制备的取向生长有机无机杂化钙钛矿薄膜的SEM图；

图2是实例1所制备的取向生长有机无机杂化钙钛矿薄膜的XRD图。

图3是在普通Cu基底上所制备的无取向有机无机杂化钙钛矿薄膜的SEM图。

具体实施方式

以下结合实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

1)取0.578g的碘化铅和0.2g甲基碘化铵，溶于1mL N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，充分振荡、超声分散20min，使其形成黄色均匀澄清溶液。

2)取50μL溶液滴在石墨烯/铜基底上，用匀胶机进行旋涂，5000转30s。

3)将旋涂完毕的基底放入真空干燥箱中进行真空退火处理，100℃加热10min。