[发明专利]一种钙钛矿晶体生长体系及其制作方法

说明书

一种钙钛矿晶体生长体系及其制作方法，属于功能材料领域。钙钛矿晶体生长体系用于在期望温度内制作钙钛矿的单晶体。晶体生长体系包括被分层布置的第一液体试剂和第二液体试剂。第一液体试剂由第一分子构成，第一液体试剂在期望温度下能够保持为液相。第二液体试剂由第二分子构成。第一液体试剂和第二液体试剂不相互溶，且第二液体试剂是钙钛矿和/或用于制作钙钛矿的原料的良溶剂。第一液体试剂和第二液体试剂具有如下定义：在期望温度下，第二液体试剂能够以第二分子穿过第一分子之间的间隙从晶体生长体系脱离。示例中的钙钛矿制作方法能够以高可操作性的方式实现单晶的钙钛矿制作。

技术领域

本申请涉及功能材料领域，具体而言，涉及一种钙钛矿晶体生长体系及其制作方法。

背景技术

近年来，金属卤化钙钛矿(metal halide perovskite，MHP)材料因其具有长的载流子寿命、高的光吸收系数以及低的缺陷态密度等优异的光电性能而受到了广泛的关注。基于材料的优异性能，MHP在太阳能电池、光传感器和发光器件等领域已经取得了巨大的成功。

目前，钙钛矿光电器件多是由MHP多晶薄膜组装而成。与MHP多晶薄膜相比，其单晶因具有更少的晶界缺陷、更好的稳定性和更高的晶体质量而成为接下来MHP光电器件的重要研究方向之一。

实现MHP单晶生长的精准调控，对提高MHP单晶的质量和单晶生长工艺的重复性变得尤为重要。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

基于现有技术的不足，本申请提供了一种钙钛矿晶体生长体系及其制作方法，以部分或全部地改善、甚至解决不能稳定和可重复性地制作性能稳定的单晶钙钛矿问题。

本申请是这样实现的：

在第一方面，本申请的示例提供了一种钙钛矿晶体生长体系。

这样一种晶体生长体系能够被用于在期望温度内制作钙钛矿的单晶体。

晶体生长体系包括被分层布置的第一液体试剂和第二液体试剂。

其中，第一液体试剂由第一分子构成，并且第一液体试剂在期望温度下能够保持为液相。

其中，第二液体试剂由第二分子构成。

第一液体试剂和第二液体试剂不相互溶，且第二液体试剂是钙钛矿和/或用于制作钙钛矿的原料的良溶剂。

第一液体试剂和第二液体试剂具有如下定义：

在期望温度下，第二液体试剂能够以第二分子穿过第一分子之间的间隙从晶体生长体系脱离。

以上晶体生长体系是一种液相体系，其能够溶解钙钛矿或其制作原料，并且在适当温度下，通过溶剂挥发而使钙钛矿以单晶体的形式析出，实现单晶钙钛矿的生长。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的实施方式的一些可选示例中，第一液体试剂和第二液体试剂具有相同或不同的密度。

可选地，第一液体试剂和第二液体试剂具有不同的密度，且第一液体试剂的密度大于第二液体试剂的密度。

根据第一液体试剂和第二液体试剂的成分的不同，两者可以具有恰当的密度大小。例如，在正常重力作用下，第一液体试剂的密度大于第二液体试剂的密度。如此，在容器中，第一液体试剂可以位于第二液体试剂的上层，从而将第二液体试剂(包括其中的钙钛矿或其制作原料)在一定条件下封闭在容器中，并且在必要时可使第二液体试剂穿过第一液体试剂，达到制作单晶钙钛矿。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第二种可能的实施方式的一些可选示例中，第一液体试剂包括非极性有机分子。