[发明专利]一种全光谱钙钛矿纳米线阵列及其制备方法

说明书

本发明公开了一种全光谱钙钛矿纳米线阵列及其制备方法，所述全光谱钙钛矿纳米线阵列制备方法包括以下步骤：配制卤素基团为溴的钙钛矿前驱体溶液；利用钙钛矿前驱体溶液制备钙钛矿纳米线阵列；配制溶质分别含氯、含碘的两种离子交换溶液；将钙钛矿纳米线阵列的一端浸泡在其一离子交换溶液中，并持续提拉钙钛矿纳米线阵列；取出一端形成异质结的钙钛矿纳米线阵列，并清洗、烘干；将钙钛矿纳米线阵列的另一端浸泡在另一离子交换溶液中，并持续提拉钙钛矿纳米线阵列；取出另一端也形成异质结的钙钛矿纳米线阵列，并清洗、烘干。该制备方法可直接在宏观角度下简便地制造出具有全波段光谱的特性谱钙钛矿纳米线阵列。

技术领域

本发明涉及光电材料技术领域，主要涉及一种全光谱钙钛矿纳米线阵列及其制备方法。

背景技术

钙钛矿是指有着与钛酸钙相同晶型的人工合成的材料，其分子通式为ABX₃，其中A和B位点为大小不同的阳离子，X为卤化物阴离子(X＝Cl,Br,I)；有机无机杂化钙钛矿材料因其组分和维度的多变且具有优异的光电和光伏特性，广泛应用在太阳能电池、发光二极管、光电探测、纳米激光器等光电器件领域。在钙钛矿材料体系中，纳米晶体可在固-液或固-气状态下进行快速的阴离子交换反应，并可以对其成分比例和电学及光学性质进行调控，因此，可利用离子交换法获取含有不同卤素基团的钙钛矿单晶。

而钙钛矿单晶纳米线由于其无晶界和独特的一维几何结构，为固-液法进行离子交换，以产生卤素离子比例不同的钙钛矿单晶纳米线，也为研究异质结提供了一个理想的思路。

然而现有技术中，利用单晶纳米线进行离子交换以获取全光谱钙钛矿纳米线的工作需要电子束光刻方法的辅助，以及需在显微系统下进行，其操作过程繁琐，且无法在宏观角度下制备。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本申请实施例的目的在于提供一种全光谱钙钛矿纳米线阵列及其制备方法，可直接在宏观角度下简便地制造出具有全波段光谱的特性谱钙钛矿纳米线阵列。

第一方面，本申请实施例提供一种全光谱钙钛矿纳米线阵列的制备方法，包括以下步骤：

S1、配制卤素基团为溴的钙钛矿前驱体溶液；

S2、利用钙钛矿前驱体溶液制备钙钛矿纳米线阵列；

S3、配制溶质分别含氯、含碘的两种离子交换溶液；

S4、将钙钛矿纳米线阵列的一端浸泡在其一离子交换溶液中，并持续提拉钙钛矿纳米线阵列；

S5、取出一端形成异质结的钙钛矿纳米线阵列，并清洗、烘干；

S6、将钙钛矿纳米线阵列的另一端浸泡在另一离子交换溶液中，并持续提拉钙钛矿纳米线阵列；

S7、取出另一端也形成异质结的钙钛矿纳米线阵列，并清洗、烘干。

所述全光谱钙钛矿纳米线阵列的制备方法，其中，步骤S1包括以下子步骤：

S11、混合摩尔质量比为1:1的含溴有机物和含溴无机物，或混合两种摩尔质量比为1:1的含溴无机物，用作前驱体溶液的溶质；

S12、准备N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜及其组合中的一种有机溶剂；

S13、将步骤S11的前驱体溶液的溶质溶解于步骤S12中的有机溶剂中，配制成浓度为5-50mg/mL的前驱体溶液。

所述全光谱钙钛矿纳米线阵列的制备方法，其中，步骤S2包括以下子步骤：

S21、取适量前驱体溶液滴加在基底上；

S22、将含有硅柱阵列的硅柱模板盖在基底上，形成基底-钙钛矿前驱体溶液-硅柱模板的三明治组装体系；