[发明专利]一种钙钛矿薄膜、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种锡基钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将锡源和卤化物加入有机溶剂中，搅拌后得到含锡钙钛矿前驱体溶液；

(2)向所述含锡钙钛矿前驱体溶液中加入金属置换粉末，发生电偶置换反应，将所述含锡钙钛矿前驱体溶液中4价锡还原为2价锡，过滤后得到置换溶液；

(3)将置换溶液采用一步旋涂法得到锡基钙钛矿薄膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属置换粉末为第二主族元素金属粉末或过渡金属元素金属粉末；优选地，所述金属置换粉末包括Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni和Zn中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述锡源与金属置换粉末的摩尔比为1:(0.01～0.20)。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锡源包括SnF₂、SnCl₂、SnBr₂、SnI₂、Sn(CH₃COO)₂中的至少一种；所述卤化物包括CH₃NH₃I、CH₃NH₃Br、CH₃NH₃Cl、CHNH₃I、CHNH₃Br、CHNH₃Cl、HC(NH₂)₂Cl、HC(NH₂)₂Br、HC(NH₂)₂I、C₆H₅(CH₂)₂NH₃Br、C₆H₅(CH₂)₂NH₃Cl、C₆H₅(CH2)₂NH₃I、C₄H₁₂NCl、C₄H₁₂NBr、C₄H₁₂NI、C₆H₄(CH₂NH₃Cl)₂、C₆H₄(CH₂NH₃Br)₂、C₆H₄(CH₂NH₃I)₂、CsCl、CsBr和CsI中的至少一种；所述有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酯、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述锡源为SnI₂，所述卤化物为CsI，且CsI与SnI₂的摩尔比为1:1～1:2；所述含锡钙钛矿前驱体溶液的浓度为0.1～10mol/L；所述有机溶剂为二甲基亚砜和N,N-二甲基甲酰胺混合物，且二甲基亚砜和N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1:1～1:10；优选地，所述含锡钙钛矿前驱体溶液的浓度为0.7mol/L。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中搅拌具体为在25℃～80℃下搅拌1～24小时；所述步骤(2)中电偶置换反应的反应条件为在25℃～80℃下搅拌0.5～24小时；所述过滤为采用孔径为0.22μm的过滤膜进行过滤。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中一步旋涂法的旋涂速度为3000～6000rpm，旋涂时间为40～70s；退火处理的温度为50～100℃，退火时间为10～30min。