[发明专利]一种无铅钙钛矿晶体CH3

说明书

本发明公开了一种无铅钙钛矿晶体CH₃NH₃SnBr₃的制备方法，将甲胺溶液和氢溴酸溶液混合得到白色状CH₃NH₃Br粉末，然后制备SnBr₂溶液，接着将CH₃NH₃Br粉末溶解在Br₂溶液中得到无色透明CH₃NH₃SnBr₃溶液，将步CH₃NH₃SnBr₃溶液在90℃的温度下静置2h，然后降温至65℃，将降温后的CH₃NH₃SnBr₃溶液上层饱和溶液转移到另一个预热的烧瓶中，然后降温至晶体析出，得到CH₃NH₃SnBr₃晶体，生长结束后取出晶体并真空封装。本发明采用溶液降温法，制备方法简单，易于操作，具有合成工艺简单，生长周期短的优点；同时，将配置好的溶液降温后取出上层清液并转移，可以简单方便地获得饱和的生长母液，晶体的生长周期较短。

技术领域

本发明属于晶体材料制备技术领域，具体涉及一种无铅钙钛矿晶体CH₃NH₃SnBr₃的制备方法，是一种采用溶液法人工培养晶体的方法。

背景技术

最近有机-无机杂化钙钛矿材料(CH₃NH₃PbX₃,X＝I,Br,Cl)因其在太阳能电池、发光二极管、光电探测器等领域表现出了优异的光学性质和电学性质而得到广泛的关注。然而，这类材料含有有毒的重金属元素铅，材料的稳定性差，这严重制约了钙钛矿光电器件的大规模商业应用。为了解决这些问题，基于无毒元素并兼具较高的结构稳定性的新型无铅钙钛矿材料引起了研究人员极大的关注。

从目前来看，基于CH₃NH₃PbX₃钙钛矿的光电器件在应用方面受到限制的主要原因是该化合物是在空气中稳定性差，分解产生的铅元素会对环境有潜在的污染，因此，制备无铅或少铅钙钛矿型晶体具有重要的应用价值。锡(Sn)和铅(Pb)属于同一族元素，具有相似的化学性质，而锡具有较低的毒性，其氧化物对环境的污染小。因此，研究CH₃NH₃SnX₃也成为光电材料领域的热点。

为了深入研究CH₃NH₃SnX₃的基础性能，生长CH₃NH₃SnBr₃晶体具有重要意义。大部分合成和生长需要在厌氧环境中进行。为了研究CH₃NH₃SnBr₃晶体的基础性能，我们在有氧环境下采用溶液法生长CH₃NH₃SnBr₃晶体，为研究CH₃NH₃SnBr₃型钙钛矿晶体材料的物化性能，光学性能，电学性能及光电性能等提供材料基础，同时通过这些性能的研究，为制备基于CH₃NH₃SnBr₃型钙钛矿晶体的光电器件的性能提供材料和理论基础。

发明内容

本发明针对目前对于CH₃NH₃SnBr₃钙钛矿晶体制备工艺较少的技术问题，提供一种无铅钙钛矿晶体CH₃NH₃SnBr₃的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：