[发明专利]一种钙钛矿薄膜及其制备方法、光电器件

权利要求书

1.一种钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S10，将第一单体与第二单体按照预设比例添加至钙钛矿前驱液中，搅拌均匀形成第一混合液，并将所述第一混合液制备于基板上；

步骤S20，将表面制备有所述第一混合液的所述基板进行退火制程，所述第一单体与所述第二单体通过原位反应后生成第一聚合物，所述钙钛矿前驱液形成钙钛矿晶粒，所述第一聚合物与所述钙钛矿晶粒结合并集中于所述钙钛矿晶粒的晶界处；

步骤S30，对所述第一混合液进行固化，形成所述钙钛矿薄膜；

所述第一单体与所述第二单体分别如结构通式(Ⅰ)和(Ⅱ)所示：

其中，R1，R3为相同或不同的具有3至20个碳原子的支链烷基基团、具有3至30个碳原子的支链胺基基团、具有6至30个碳原子的取代或未取代的芳香族烃基或稠环芳香族烃基、具有5至30个碳原子的取代或未取代的杂芳香族烃基或稠杂环芳香族烃基中的一者，R2为含有O、N、S原子中的至少一种原子的基团，F_x为连接在苯环上的氟原子，x表示氟原子的个数，x为2～4的整数。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一聚合物的结构通式(Ⅲ)如下所示：

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述R1与所述R3选自以下化学结构式中的一种：

式中，*代表取代位置。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述R2选自以下结构式中的任意一种：

式中，*代表取代位置。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S10之前，所述方法还包括以下步骤：

步骤S101，将化合物AX和BX₂按照一定的化学计量比例溶于前驱体溶剂中，加热至固体完全溶解，形成含有钙钛矿化合物的溶液，并连续搅拌所述溶液，形成所述钙钛矿前驱液；

其中，所述钙钛矿化合物的分子式为ABX₃；

式中，A代表阳离子，该阳离子选自CH₃NH₃⁺、NH₂CHNH₂⁺和Cs⁺中的一种或一种以上；B为选自Pb²⁺、Sn²⁺中的一种或一种以上；X为选自I、Br、Cl中的一种或一种以上。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述前驱体溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯中的一种或者一种以上的混合溶剂。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一聚合物中包括至少一个含孤对电子的原子，所述第一聚合物的所述含孤对电子的原子与所述钙钛矿晶粒中的Pb²⁺和/或Sn²⁺形成配位，使得至少一部分所述第一聚合物富集于所述晶界处。

8.一种采用如权利要求1～7任一项所述的制备方法制备的钙钛矿薄膜，其特征在于，所述钙钛矿薄膜是通过第一聚合物中含孤对电子的原子与钙钛矿晶粒中的Pb²⁺和/或Sn²⁺形成配位相互结合形成的，所述第一聚合物富集于所述钙钛矿晶粒的晶界处，所述第一聚合物是通过第一单体与第二单体经原位反应形成的网状交联聚合物；

所述第一单体与所述第二单体分别如结构通式(Ⅰ)和(Ⅱ)所示：

式中，R1，R3为相同或不同的具有3至20个碳原子的支链烷基基团、具有3至30个碳原子的支链胺基基团、具有6至30个碳原子的取代或未取代的芳香族烃基或稠环芳香族烃基、具有5至30个碳原子的取代或未取代的杂芳香族烃基或稠杂环芳香族烃基中的一者，R2为含有O、N、S原子中的至少一种原子的基团，F_x为连接在苯环上的氟原子，x表示氟原子的个数，x为2～4的整数。