[发明专利]一种抑制混合卤素钙钛矿相分离的方法及应用和器件

说明书

本发明公开了一种抑制混合卤素钙钛矿相分离的方法及应用和器件，通过加入有机添加剂，使前驱体溶液中不同卤素在分子水平均匀混合；所述有机添加剂为具有较大空间位阻，并且能够促进混合卤素均匀混合的分子。采用本发明的技术方案，具有以下有益效果：1)在任意混合卤素比例下都可有效抑制其相分离；2)抑制相分离的同时，不会带来新的问题(例如导电性、亮度降低)；3)提高钙钛矿薄膜光致发光量子产率和光谱稳定性。

技术领域

本发明涉及钙钛矿光电技术，尤其涉及的是一种抑制混合卤素钙钛矿相分离的方法及应用和器件。

背景技术

钙钛矿材料具有价格便宜、光致发光量子产率高、光谱易调节、可溶液处理等优点，在太阳能电池领域已获得24％的认证效率(Methylammonium chloride inducesintermediate phase stabilization for efficient perovskite solar cells.Joule,2019,3(9):2179-2192.)；在近红外、红光和绿光发光二极管领域的外量子效率均已超过20％((1)Rational molecular passivation for high performance perovskite light-emitting diodes.Nat.Photon.,2019,13(6):418-424；(2)Anion-exchange redperovskite quantum dots with ammonium iodine salts for highly efficientlight-emitting devices.Nat.Photon.,2018,12(11):681-687；(3)Perovskite light-emitting diodes with external quantum efficiency exceeding 20per cent.Nature,2018,562(7726):245-248.)。通过调控卤素组分，可以轻松调节钙钛矿禁带宽度，在串联型钙钛矿电池(High-bandgap perovskite materials for multijunction solarcells.Joule,2018,2(8):1421-1436.)和蓝光、红光发光二极管中具有广阔的应用前景(Performance boosting strategy for perovskite light-emittingdiodes.Appl.Phys.Rev.,2019,6(3):031402.)。但是混合卤素钙钛矿薄膜在外力作用(光照、电场等)下易发生相分离(即相同卤素的钙钛矿组分趋向于聚集在同一个区域，不同卤素的钙钛矿组分分布在不同的区域)，导致钙钛矿薄膜缺陷密度增大，稳定性下降；基于这种钙钛矿薄膜制备的光电器件的性能随着外界条件的变化，发生急剧下降(Reversiblephoto-induced trap formation in mixed-halide hybrid perovskites forphotovoltaics.Chem.Sci.,2015,6(1):613-617.)。因此解决混合卤素相分离的问题，特别是混合卤素含量接近情况下的相分离问题，是实现钙钛矿光电器件商业化应用的关键。

现有技术：