[发明专利]一种异质钙钛矿晶体材料的制备方法、其制备方法及应用

说明书

本申请公开了一种首次制备出了ABX₃@CDX₃型的间隔色域异质外延大单晶材料，所述钙钛矿晶体材料结构通式如式I所示；ABX₃@CDX₃式I；所述钙钛矿晶体材料为核壳结构，ABX₃单晶为内核，CDX₃单晶为外壳。所制备的单晶材料发光效率高、稳定性好。本发明还提供一种制备ABX₃@CDX₃材料的方法，该方法简单、通用性强，材料的产率高，发光波长连续可调，杂质少，清洗提纯容易、成本低，材料纯度高。

技术领域

本申请涉及一种钙钛矿单晶，属于化学材料领域。

背景技术

钙钛矿材料由于具有易于合成、低成本、高吸收系数、载流子扩散距离长、高荧光量子产率、宽发光光谱范围等优势，在太阳能电池、LED、激光器、光电探测等领域掀起研究热潮，成为炙手可热的“明星材料”近年来，金属卤化物ABX₃型钙钛矿材料的出现进一步提升了人们对溶液法制备半导体纳米晶或量子点材料的相关认识。这类材料具有优异光电性能，具有巨大的应用潜力。最近，晶种外延生长技术的开发可以有效地提高晶体生长效率，大大缩小单晶生长所需成本，对优质单晶大面积的快速生长具有重要现实意义，单层级晶体外延质量及其控制得到进一步改善。目前，如何精确控制双层乃至多层单晶的外延逐层生长习性是一个巨大的挑战。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种钙钛矿晶体材料。本发明首次制备出了ABX₃@CDY₃型的间隔色域异质外延大单晶材料，所制备的晶体材料发光效率高、稳定性好。本发明还提供一种制备ABX₃@CDY₃材料的方法，该方法简单、通用性强，材料的产率高，发光波长连续可调，杂质少，清洗提纯容易、成本低，材料纯度高。

所述钙钛矿晶体材料结构通式如式I所示；

ABX₃@CDY₃式I

所述钙钛矿晶体材料为核壳结构，ABX₃单晶为内核，CDX₃单晶为外壳；

A、C分别选自CH₃NH₃⁺、NH＝CHNH₃⁺、C(NH₂)₃⁺、R₂NH₂⁺、Li⁺、Na⁺、Rb⁺或Cs⁺中的一种；R选自C1～C5的烷基；

B、D分别选自Ge²⁺、Sn²⁺、Pb²⁺、Sb²⁺、Bi²⁺、Cu²⁺或Mn²⁺中的一种；

X、Y为Cl^-、Br^-以及I^-中的至少一种；

其中，A与C、B与D、X与Y至少有一对不相同。

可选地，ABX₃单晶和CDY₃单晶能隙和晶格匹配。

可选地，所述钙钛矿晶体材料的尺寸为0.5～5cm。

可选地，所述钙钛矿晶体材料具有两个间隔色域。

可选地，所述钙钛矿晶体材料具有广色域、大面积、薄片的优势。

可选地，所述钙钛矿晶体材料具有两个间隔色域；