[发明专利]固态钙钛矿团簇及其制备方法、光电器件

说明书

本申请属于光电技术领域，尤其涉及一种固态钙钛矿团簇及其制备方法，以及一种光电器件。其中，固态钙钛矿团簇的制备方法，包括步骤：将有机羧酸、有机胺配体与钙钛矿原材料配置成前驱体溶液；将前驱体溶液与反溶剂进行混合处理，得到表面钝化的钙钛矿团簇溶液；在钙钛矿团簇溶液中添加成壳物质，在钙钛矿团簇表面形成壳层，分离得到核壳结构的固态钙钛矿团簇。本申请固态钙钛矿团簇的制备方法，通过在前驱体溶液中添加有机羧酸和有机胺配体；并在钙钛矿团簇表面形成壳层，使得钙钛矿团簇可以固态形式分离析出，且钙钛矿团簇具有对抗外界环境因素水和氧的稳定性，提高钙钛矿团簇在光电器件中的应用前景。

技术领域

本申请属于光电技术领域，尤其涉及一种固态钙钛矿团簇及其制备方法，以及一种光电器件。

背景技术

纳米团簇是通过物理或化学作用力键合在一起的、相对稳定的微观或亚微观原子或分子聚集体。因其小尺寸和表面可塑性，在自组装材料、光电器件、生物标记、医疗及太阳能电池等领域成为研究的热点。纳米团簇的形貌对其电子结构和光学性质有很大的影响，通过调节半导体纳米团簇的微观结构，可设计出具有特定性能的材料。同时，纳米团簇可以作为构筑单元，通过常规的化学路线或其他自组装策略可制备出良好对称性和几何形状的超结构材料，并可进一步转化为具有特殊结构的纳米材料。

钙钛矿材料的晶体生长过程涉及从原材料→基团→团簇→量子点、薄膜和块体材料等多尺度相变过程。钙钛矿团簇作为介于钙钛矿材料微观结构(原子、分子)与宏观物质(量子点、薄膜和块体)之间的多核聚集体，是关联两者之间的理想模型。钙钛矿团簇具有量子效应、比表面积(S/V)高、尺寸和组分可调、易于对表面缺陷进行功能化处理等独特的理化性质而备受关注。钙钛矿团簇，在以固体钙钛矿团簇形式进行表征分析和相关光电器件中有广泛的应用前景，如：钙钛矿太阳能电池、发光二极管(LEDs)、光电探测器、可见光通信、催化和激光等的应用领域。

目前，纯的钙钛矿团簇由于尺寸极小，很难通过离心处理获得固体钙钛矿团簇。并且当钙钛矿团簇以溶液形式干燥成为固体时，在干燥过程中钙钛矿团簇往往会团聚生长成更大尺寸的晶体结构，而无法直接获得固体钙钛矿团簇。在溶液体系中的钙钛矿团簇会严重影响其在光电器件应用中的载流子复合和离子迁移，进而影响其在光电器件领域的应用。另外，钙钛矿团簇的强离子性、高表面能及表面配体易迁移等特性，导致钙钛矿团簇对环境高度敏感，在自然环境中非常不稳定。尤其是当暴露在高湿度、高温、强光和富氧等情况下，钙钛矿团簇的分解过程就会被加速，存储、运输对环境要求高，限制其应用。因此，从原子分子尺度上研究固态钙钛矿团簇的合成工艺，理解钙钛矿团簇从溶液体系到固态结构演变过程，将有助于指导、设计和开发新兴光电技术领域的先进钙钛矿团簇新材料。

发明内容

本申请的目的在于提供一种固态钙钛矿团簇及其制备方法，以及一种光电器件，旨在一定程度上解决现有钙钛矿团簇稳定性差，难以以固态的形式分离存在的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种固态钙钛矿团簇的制备方法，包括以下步骤：

将有机羧酸、有机胺配体与钙钛矿原材料配置成前驱体溶液；

将所述前驱体溶液与反溶剂进行混合处理，得到表面钝化的钙钛矿团簇溶液；

在所述钙钛矿团簇溶液中添加成壳物质，在钙钛矿团簇表面形成壳层，分离得到核壳结构的固态钙钛矿团簇。

第二方面，本申请提供一种固态钙钛矿团簇，所述固态钙钛矿团簇为核壳结构，包括钙钛矿团簇内核和包覆在所述内核外表面的壳层，所述内核与所述壳层之间连接有配体。

第三方面，本申请提供一种光电器件，所述光电器件中包含有上述方法制备的固态钙钛矿团簇，或者上述的固态钙钛矿团簇。