[发明专利]一种Csn

说明书

本发明公开了一种Cs_nFA_1‑nPbX₃钙钛矿薄膜的制备方法，为一种相分离抑制的高质量Cs_nFA_1‑nPbI₃(0n≤1)钙钛矿薄膜的制备方法；所述方法包括如下步骤：S1、将CsX、FAX、PbX₂和DMAX混合，溶于溶剂中，得前驱体溶液A；S2、将所述前驱体溶液A涂覆于基片上，涂覆后的基片退火除去溶剂和DMAX即得所述稳定的Cs_nFA_1‑nPbX₃钙钛矿薄膜；其中X为卤素，0n≤1。通过该方法制备得到的Cs_nFA_1‑nPbX₃钙钛矿薄膜未出现相分离，结晶性高，表面致密平整，相稳定性高，具有操作便利，成本较低等特点，便于工厂规模化生产。

技术领域

本发明涉及一种Cs_nFA_1-nPbX₃钙钛矿薄膜的制备方法,通过离子交换方法制备相分离抑制的高质量Cs_nFA_1-nPbI₃(0n≤1)钙钛矿薄膜材料的方法，具体地，涉及一种采用向前驱体中引入有机盐控制混合阳离子钙钛矿相结晶过程，最终制备出纯相的高稳定的Cs_nFA_1-nPbI₃(0n≤1)钙钛矿薄膜的方法。

背景技术

有机-无机杂化钙钛矿材料由于其优异的光电性质、长的载流子扩散距离、制备成本低等特点在太阳能电池、发光、探测器等光电领域展现出了巨大的前景、受到了广泛的关注。但是钙钛矿材料的稳定性仍然是一个亟需解决的商业化难题。水分、光以及热都会导致钙钛矿材料的分解或者相变。结构通式为ABX₃的钙钛矿材料的晶体结构取决于其容忍因子大小。

对于目前最具商业化前景的FAPbI₃，由于FA⁺尺寸较大，其容忍因子较高，因此通常会出现α相(黑相)和δ相(黄相)。而具有良好热稳定性的全无机CsPbI₃由于Cs⁺离子较小，其容忍因子低，在室温下很容易转变成非钙钛矿的黄相，从而失去光电性能。因此，将FA⁺与Cs⁺混合制备混合阳离子的Cs_xFA_1-xPbI₃钙钛矿材料是同时提高相稳定性和光电性能的有效手段。此外，由于Cs⁺和FA⁺的比例变化可以调节其带隙，因而该钙钛矿在太阳能电池、发光、探测器等光电领域都有巨大的前景。但是目前研究表明，当Cs⁺的组分超过15％时，Cs_xFA_1-xPbI₃薄膜会发生相分离，难以得到纯相的Cs_xFA_1-xPbI₃钙钛矿薄膜。因此，开发一种可以制备任意阳离子比例相分离抑制的高质量Cs_xFA_1-xPbI₃钙钛矿薄膜的方法对推动该类钙钛矿在光电领域的商业化至关重要。

DMAI(碘化二甲胺)在钙钛矿结构的半导体材料制备中，其通常作为反应原料，如专利105742507A中记载了将溶剂加入到由EAI或DMAI、MAI和PbI₂组成的混合物中，加热使固体溶解，得到澄清溶液；降温结晶，得到具有立方钙钛矿结构的半导体材料单晶。

发明内容