[发明专利]一种钙钛矿薄膜缺陷态的气相钝化方法

权利要求书

1.一种钙钛矿薄膜缺陷态的气相钝化方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)采用物理化学法将钙钛矿前驱液涂覆于导电基底上，经退火处理后形成钙钛矿薄膜；

(2)将步骤(1)所述的涂覆有钙钛矿薄膜的导电基底送入反应腔内；

(3)将特定的电压加载于步骤(2)所述的导电基底上，进而实现向基底上涂覆的钙钛矿薄膜加载电压；

(4)使用缓冲气体将用于缺陷态钝化的气体分子通入至步骤(2)所述的反应腔内，与步骤(3)所述的已加载电压的钙钛矿薄膜进行化学反应；

(5)将步骤(4)所述的钙钛矿薄膜和气体分子的反应活性通过原位表征系统进行检测，根据反应活性的检测结果即可判断钙钛矿薄膜缺陷态的钝化。

2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿薄膜缺陷态的气相钝化方法，其特征在于，步骤(1)中，所述物理化学法指钙钛矿薄膜的制备方法，例如为一步旋涂法、两步旋涂法、气相沉积法、超声喷雾法或蒸汽辅助溶液法中的一种，优选一步旋涂法。

3.根据权利要求1或2所述的一种钙钛矿薄膜缺陷态的气相钝化方法，其特征在于，步骤(1)中，所述导电基底为可导电的基板，例如镀有掺锡氧化铟(ITO)或掺氟氧化锡(FTO)玻璃。

4.根据权利要求1-3所述的一种钙钛矿薄膜缺陷态的气相钝化方法，其特征在于，步骤(1)中，所述钙钛矿薄膜的结构组成为ABX₃，其中A为CH₃NH₃、HNCHNH₃或Cs，B为Pb或Sn，X为I、Br或Cl。

5.根据权利要求1-4所述的一种钙钛矿薄膜缺陷态的气相钝化方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反应腔为由铜或不锈钢材质设计加工而成密封性腔体。

6.根据权利要求1-5所述的一种钙钛矿薄膜缺陷态的气相钝化方法，其特征在于，步骤(3)中，所述特定的电压为直流电压和脉冲电压。其直流电压的输出值或脉冲电压的高电平幅值不高于100V，例如为6.5V。

7.根据权利要求6所述的一种钙钛矿薄膜缺陷态的气相钝化方法，其特征在于，所述脉冲电压为矩形脉冲，方波脉冲，锯齿脉冲和阶梯脉冲，优选为矩形脉冲。例如其输出频率可以为1-1000Hz，优选为1-100Hz。

8.根据权利要求1-6所述的一种钙钛矿薄膜缺陷态的气相钝化方法，其特征在于，步骤(4)中，所述缓冲气体为不与钙钛矿薄膜缺陷态发生化学反应的惰性气体，例如为氦气或氩气中的一种或二者混合气；其纯度为99％以上，例如为99.999％的氦气。

9.根据权利要求1-8所述的一种钙钛矿薄膜缺陷态的气相钝化方法，其特征在于，步骤(4)中，所述气体分子为在标准状态下为气态的分子和在标准状态下为液态的分子。其浓度为在缓冲气体中的体积含量，可以为0.05％-25％，优选为1％-10％；其压力不小于0.1atm，例如0.5atm。

所述在标准状态下为气态的分子例如为H₂、CO、CO₂、O₂、NO₂、H₂S、N₂等无机气体分子和CH₄、C₂H₆、C₂H₂、C₂H₄等有机气体分子中的一种或多种。所述在标准大气状态下为液态的分子例如乙醇、丙酮、苯、甲苯等在液体状态下具有高饱和蒸气压的分子。

10.根据权利要求1-9所述的一种钙钛矿薄膜缺陷态的气相钝化方法，其特征在于，步骤(5)中，所述原位表征系统是基于光致发光光谱的原位表征。