[发明专利]一种空腔限域原位生长大面积准单晶钙钛矿薄膜的方法

权利要求书

1.一种空腔限域原位生长大面积准单晶钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）ABX₃钙钛矿前驱液的配制：将AX和BX₂等摩尔比加入到溶剂中，在30-100℃下搅拌1-24小时，配成浓度为0.5-2.5mol/L的ABX₃钙钛矿前驱液；

（2）含功能化石墨烯量子点的基片的构建：采用真空热蒸镀法，在清洗干净的15cm×15cm~35 cm×35cm的大面积透明导电衬底上，利用掩膜版制备具有特定形状和规格的金属空腔电极；再采用真空热蒸镀法在形成的金属空腔电极表面制备载流子传输层；最后采用电泳法在载流子传输层表面沉积功能化的石墨烯量子点；

（3）准单晶钙钛矿薄膜的空腔限域原位生长：将步骤（2）制备好的含功能化石墨烯量子点的基片置于容器中，加入步骤（1）配制的ABX₃钙钛矿前驱液，密封容器，置于加热面板上进行钙钛矿薄膜的空腔限域原位生长；然后冷却至室温，缓慢加入密度大的不良溶剂至使基片完全浸没，静置1-12小时；移除未反应完的ABX₃钙钛矿前驱液和密度大的不良溶剂，再用密度小的不良溶剂清洗2-3次，经退火制得含大面积准单晶钙钛矿薄膜的基片；

步骤（1）所述ABX₃钙钛矿中A为CH₃NH₃⁺、HC(NH₂)₂⁺、(CH₃)₄N⁺、C₇H₇⁺、Rb⁺和Cs⁺中的一种或多种；B为Ge²⁺、Sn²⁺和Pb²⁺中一种或多种；X为I^-、Br^-和Cl^-中的一种或多种；

步骤（3）中所述密度大的不良溶剂为四氯化碳、三氯化碳、二氯甲烷和二硫化碳中的一种或多种；所述密度小的不良溶剂为氯苯、甲苯、苯甲醚、乙醚和C3-C6一元醇中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的空腔限域原位生长大面积准单晶钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述溶剂为γ-丁内酯、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和N-甲基-2-吡咯烷酮中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的空腔限域原位生长大面积准单晶钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述透明导电衬底为FTO导电玻璃、ITO导电玻璃、ITO/PEN柔性衬底和ITO/PET柔性衬底中的任意一种；所述特定形状和规格的金属空腔电极的形状为三角形、四边形或六边形，规格为边长1-20毫米、梗宽5-100微米、梗高50-500纳米。

4.根据权利要求1所述的空腔限域原位生长大面积准单晶钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述金属为锡、钛、锌、铝、镍和钼中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的空腔限域原位生长大面积准单晶钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所制备载流子传输层的厚度为50-500纳米。

6.根据权利要求1所述的空腔限域原位生长大面积准单晶钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述功能化为氨基化、巯基化、羧基化和卤化中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的空腔限域原位生长大面积准单晶钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于：步骤（3）中空腔限域原位生长的温度为50-200℃，时间为6-48小时；退火的温度为50-200℃，时间为5-120分钟。

8.根据权利要求1所述的空腔限域原位生长大面积准单晶钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于：所得大面积准单晶钙钛矿薄膜的厚度为0.5-1.2微米。