[发明专利]一种卤化钙钛矿单晶、制备方法及其在制备X射线探测器中的应用

权利要求书

1.一种通过控制溶剂挥发制备卤化钙钛矿单晶的方法，其步骤如下：

（a）称取摩尔比为0.5~2：0.5~2的卤化钙钛矿原料，投入到N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮或γ-丁内酯中，钙钛矿原料的浓度为0.2~1.0 g/mL；在25~130 ℃下搅拌2~24 h，之后静置30 min~4 h，过滤得到前驱体溶液；卤化钙钛矿原料为碘化甲胺与碘化铅、溴化甲胺与溴化铅或氯化甲胺与氯化铅；

（b）将步骤（a）得到的前驱体溶液直接、水浴或油浴加热进行晶体生长，生长温度为25~130 ℃；在加热过程中，保持生长温度不变，在装有前驱体溶液器皿的上方覆盖一块薄片，在薄片和盛溶液的器皿之间留有小开口面积使溶剂能够挥发出去，从而促进溶液饱和与晶体的生长；晶体生长速率为，

是晶体生长质量g；是晶体生长时间h；是生长温度下溶液达到饱和时，单位溶液中溶质与溶剂的质量比；u是风速m/s；P_v是生长温度下溶剂的饱和蒸气压Pa；F是溶液的开口面积m²；是溶剂的相对分子质量；

（c）待晶体长大以后，从溶液中取出，从而得到卤化钙钛矿单晶；剩余溶液可重复利用生长晶体。

2.一种卤化钙钛矿单晶，其特征在于：是由权利要求1所述的方法制备得到。

3.权利要求2所述的卤化钙钛矿单晶在制备X射线探测器中的应用。

4.如权利要求3所述的卤化钙钛矿单晶在制备X射线探测器中的应用，其特征在于：制备X射线探测器的步骤如下：

（a）将卤化钙钛矿单晶用精细砂纸抛光表面，使表面光亮透明；

（b）在抛光处理的单晶表面旋涂PEO溶液钝化、利用空气中的O₂钝化、或者利用紫外臭氧钝化其表面缺陷，然后在单晶上表面蒸镀富勒烯C₆₀或旋涂PC₆₁BM作为电子传输层，蒸镀C₆₀的厚度为13~32 nm或者旋涂5~100 μL、浓度为5~40 mg/mL的PC₆₁BM的溶液；在电子传输层上蒸镀2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲作为空穴阻挡层，厚度为6~16 nm；之后在空穴阻挡层上蒸镀金属Cr作为阴极，厚度为18~32 nm；再在单晶下表面蒸镀金属Au作为阳极，厚度为18~32 nm；从而得到基于卤化钙钛矿单晶的X射线探测器。

5.如权利要求4所述的卤化钙钛矿单晶在制备X射线探测器中的应用，其特征在于：PEO溶液钝化是称取一定量的PEO溶于甲苯或氯苯溶剂中，制备0.1~30 mg/mL的PEO溶液；再移取5~100 μL的PEO溶液到卤化钙钛矿单晶表面，在1000 rpm~10000 rpm下旋涂20~120 s，进行单晶表面的单面钝化或者双面钝化。

6.如权利要求4所述的卤化钙钛矿单晶在制备X射线探测器中的应用，其特征在于：O₂钝化方法是利用空气中的氧气吸附在卤化钙钛矿单晶表面进行钝化。

7.如权利要求4所述的卤化钙钛矿单晶在制备X射线探测器中的应用，其特征在于：O₃钝化方法是将卤化钙钛矿单晶放入紫外臭氧仪中，打开紫外灯照射0.5~40 min，利用紫外光的光能量将空气中的O₂分解为O₃钝化单晶表面。

8.如权利要求4所述的卤化钙钛矿单晶在制备X射线探测器中的应用，其特征在于：制备的X射线探测器在金属材料组分分析或探伤检测中的应用。