[发明专利]一种简单合成CsAgCl2

说明书

本发明的一种简单合成CsAgCl₂纯相无机非铅钙钛矿的方法属于半导体纳米材料制备技术领域，首先将氯化铯、氯化银按摩尔比1:1混合后加入油胺进行研磨；混合物由蓬松的白色粉末逐渐变得致密而附着在容器壁上，随着研磨时间的加长，最后又变成蓬松的白色粉末，停止研磨；将得到的样品放入真空烘箱内60～300℃热处理2h；随后立即在‑10℃～‑40℃冷却处理1h～2h后，即得到高纯度、高荧光效率的CsAgCl₂的无机钙钛矿。本发明具有方法简单、操作容易、能耗小、合成的CsAgCl₂无机钙钛矿纯相等优点，具有重要的意义。

技术领域

本发明属于半导体纳米材料制备技术领域，具体涉及一种简单合成CsAgCl₂纯相无机非铅钙钛矿的方法。

背景技术

近年来，人们在有机-无机卤化铅钙钛矿太阳电池的研究上取得了很大的进展，经过证明有机-无机卤化铅钙钛矿太阳电池的电池效率可以做到与CdTe薄膜电池和半导体CuInGaS薄膜电池的电池效率不相上下。现如今卤化铅太阳能电池也逐步进入市场，其电池效率可以做到接近晶体硅太阳电池(电池效率约为25％)。但其长期使用的不稳定性和铅毒性大大限制了其在实际中的应用。

基于钙钛矿对于太阳能电池的重要意义，人们对钙钛矿的了解也越来越深入。最初人们考虑到用一些非Pb金属来替代二价Pb，如Sn²⁺、Ge²⁺，但是这些二价金属非常容易被氧化成高价态，在空气中十分不稳定。为了解决这一问题， David O.Scanlon小组提出了B位金属是从元素周期表的第IVA族(如Ge,Sn,Pb) 中选择，对于ABX₃型的钙钛矿，B位的外层电子构型为ns²，对于A₂BX₆型的钙钛矿，B位的电子构型为ns⁰，大大的提高了钙钛矿的稳定性。除此外，双层钙钛矿也正被广泛的研究着，G.Wu,C.Zhou小组发现双层全无机非铅金属钙钛矿Cs₂AgInCl₆能通过自限域激子发光途径发射出白光，具有很大的应用前景，然而这种掺杂会导致电子和空穴的非辐射复合途径增多，使得削弱荧光效率。 Cu基钙钛矿以其储量丰富、环境友好也可以作为钙钛矿中合适的B位金属，Wei Zheng小组以一价铜作为钙钛矿B位，成功合成了CsCu₂I₃，并发现其在室温下的光致发光量子产率约为15.7％，在大气环境下仍能保持很高的稳定性，具有广阔的光领域应用前景。

与Cu同属一个副族的金属Ag，以其优良的导电性在很多领域都有所应用， Ag⁺作为钙钛矿中的B位金属离子，可以形成CsAgCl₂全无机非铅钙钛矿，但纯相CsAgCl₂的合成从未被报道过，已报道合成的CsAgCl₂一般都含有杂相。Von H.-C.小组较早地提出了合成CsAgCl₂的方法，他们的方法是将充分干燥的的氯化铯与氯化银按1:1的摩尔比进行投料，在310℃下发生熔融反应，最后即可得到针状至棒状的CsAgCl₂晶体，但由于170℃下会同时伴有可逆相变化的发生，所以得到的晶体一般含有杂相。该合成方法虽然能合成CsAgCl₂，但是操作复杂，耗时长并需要在较高温度下长时间加热反应，耗能大，不利于大规模生产，有待进一步的改进和创新。因此，建立一种能够提高其荧光效率，合成纯相CsAgCl₂的方法，对于无机钙钛矿的合成具有十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服背景技术存在的问题，提供一种操作简便、常温常压下、可大量合成的新方法用于合成纯相全无机卤素钙钛矿CsAgCl₂。

本发明的技术问题通过以下技术方案解决：