[发明专利]一种类金字塔形CsPbBr3

说明书

本发明提供了一种类金字塔形CsPbBr₃/苯并噻吩复合薄膜及其制备方法和应用，复合薄膜的基体由类金字塔形的CsPbBr₃二次颗粒组成，类金字塔形的CsPbBr₃二次颗粒由CsPbBr₃一次颗粒堆叠而成，复合薄膜还包括苯并噻吩；制备方法包括如下步骤：（1）气相法制备由类金字塔形的CsPbBr₃二次颗粒组成的CsPbBr₃基体薄膜；（2）将苯并噻吩溶解在有机溶剂中；（3）在CsPbBr₃基体薄膜上旋涂苯并噻吩有机溶液，得到类金字塔形CsPbBr₃/苯并噻吩复合薄膜。本发明采用化学气相沉积法制备CsPbBr₃，避免了溶液法的溶剂对CsPbBr₃结晶的负面影响，通过优化生长、控制沉积温度对于CsPbBr₃微结构调控和与有机半导体C₈BTBT构建异质结来提升CsPbBr₃光电子器件性能和稳定性。

技术领域

本发明属于光电探测技术领域，尤其涉及一种类金字塔形CsPbBr₃/苯并噻吩复合薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

过去十几年中，钙钛矿材料因具有优异的光电性能，在光伏器件中极具应用潜力，而引起了科研人员广泛的关注。钙钛矿材料主要有有机-无机杂化钙钛矿和全无机钙钛矿，有机-无机杂化钙钛矿中的有机阳离子团簇结构较为脆弱，对环境(湿度、温度、氧气等)稳定性差的问题一直制约着其在光电器件领域的进一步发展。

全无机钙钛矿CsPbBr₃是一种新型的卤化物钙钛矿半导体，与有机-无机杂化体系相比， CsPbBr₃具有更优的稳定性，在实际应用方面更具潜力。然而，大部分钙钛矿都是通过溶液法制备的，溶剂对钙钛矿的结晶存在负面影响，且钙钛矿薄膜材料的结晶稳定性也还需要进一步的提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是溶液法制备钙钛矿会对结晶造成负面影响以及钙钛矿薄膜材料的结晶稳定性差，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种类金字塔形CsPbBr₃/ 苯并噻吩复合薄膜及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种类金字塔形CsPbBr₃/苯并噻吩复合薄膜，其特征在于，所述复合薄膜的基体由类金字塔形的CsPbBr₃二次颗粒组成，所述类金字塔形的CsPbBr₃二次颗粒由CsPbBr₃一次颗粒堆叠而成，所述复合薄膜还包括苯并噻吩，所述苯并噻吩主要填充在堆叠的CsPbBr₃二次颗粒的孔隙及交界处。

类金字塔形的CsPbBr₃二次颗粒结晶稳定，晶胞形态好，能够增加光的吸收率，薄膜粗糙度小，表面平整，稳定性高。表面平整的类金字塔形的CsPbBr₃二次颗粒组成的CsPbBr₃基体薄膜更有利于苯并噻吩的复合，复合的苯并噻吩不仅可以填充孔洞，而且可以有效填充晶粒的交界缝隙并钝化CsPbBr₃膜的缺陷。

苯并噻吩分子式为C₈-BTBT，结构式如图12。

优选的，所述CsPbBr₃与苯并噻吩呈II型能带排列。

CsPbBr₃与苯并噻吩呈II型能带排列，接近的HOMO能级有助于空穴传输并改善光电探测器的性能。

优选的，所述CsPbBr₃表面经钝化转变为不活泼态。