[发明专利]一种混合阳离子钙钛矿晶体的制备方法

说明书

本发明涉及晶体材料制备技术领域，具体涉及一种混合阳离子钙钛矿晶体的制备方法，钙钛矿的分子式为MA_aCs_1‑aPbX₃，0＜a＜1；X为Cl、Br、I中的至少一种，包括如下步骤：步骤1，配制MAPbX₃的N,N‑二甲基甲酰胺溶液，作为溶液A；配制CsPbX₃的二甲基亚砜溶液，作为溶液B；步骤2，将溶液A和溶液B混合，得到前驱体溶液C，前驱体溶液C中Cs和MA的物质的量存在如下关系：0＜Cs/(Cs+MA)＜0.3；步骤3，采用反溶剂扩散法，在MA_aCs_1‑aPbX₃晶体生长过程中，将反溶剂蒸汽通入前驱体溶液C中，进行晶体生长，得MA_aCs_1‑aPbX₃晶体。使用该方法制备的钙钛矿晶体尺寸大，阳离子分布均匀、组分可控。

技术领域

本发明涉及晶体材料制备技术领域，具体涉及一种混合阳离子钙钛矿晶体的制备方法。

背景技术

近年来，有机无机杂化卤化物钙钛矿因具有可提调节的光学带隙、较大的光学吸收系数、超长的载流子扩散长度、较低的缺陷密度以及较高的外量子效率等多方面的优势，在太阳能电池、发光二极管、光电探测器、X射线探测器、传感器等诸多领域展现了潜在的研究和应用价值。

相比于钙钛矿多晶薄膜，钙钛矿晶体表现出更好的热稳定性、更低的缺陷密度、更高的载流子迁移率和更高的晶体质量；使用了钙钛矿晶体的器件可以获得更佳的光电转换性能和更好的稳定性。

钙钛矿晶体中Cs离子的引入能有效提高晶体的稳定性,但目前Cs离子的引入主要应用到钙钛矿多晶薄膜中，少有报道实现稳定可控的Cs掺杂的有机无机杂化卤化物钙钛矿晶体的生长工艺。

亟需一种组分稳定可控的制备混合阳离子钙钛矿晶体的方法。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术中有机无机混合阳离子钙钛矿晶体制备时，阳离子组分不能稳定控制的问题，提供一种制备混合阳离子钙钛矿晶体的制备方法，该方法得到的有机无机混合阳离子钙钛矿晶体尺寸大，阳离子分布均匀、组分可控。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种混合阳离子钙钛矿晶体的制备方法，钙钛矿的分子式为MA_aCs_1-aPbX₃，0＜a＜1；X为Cl、Br、I中的至少一种；包括如下步骤：

步骤1，配制MAPbX₃的N,N-二甲基甲酰胺溶液，作为溶液A；配制CsPbX₃的二甲基亚砜溶液，作为溶液B；

步骤2，将溶液A和溶液B混合，得到前驱体溶液C，前驱体溶液C中Cs和MA的物质的量存在如下关系：0＜Cs/(Cs+MA)＜0.3；

步骤3，采用反溶剂扩散法，在MA_aCs_1-aPbX₃晶体生长过程中，将反溶剂蒸汽通入前驱体溶液C中，进行晶体生长，得MA_aCs_1-aPbX₃晶体；