[发明专利]一种大面积卤化物钙钛矿单晶异质结及其生长方法与在核辐射探测器中的应用

权利要求书

1.一种大面积卤化物钙钛矿单晶异质结的生长方法，包括步骤如下：

将经预处理的溴铅铯或溴铋铯衬底置于装有钙钛矿前驱体溶液的试剂瓶中，之后密封；将上述密封的试剂瓶固定在水槽中，通过逆温结晶法或降温结晶法在衬底上进行大面积卤化物钙钛矿单晶薄膜的外延生长，得到大面积卤化物钙钛矿单晶异质结。

2.根据权利要求1所述大面积卤化物钙钛矿单晶异质结的生长方法，其特征在于，所述的溴铅铯衬底为正方形，所述衬底的厚度为1～6mm；所述衬底的尺寸不低于10mm×10mm，优选的，所述衬底的尺寸为20mm×20mm～100mm×100mm，进一步优选为20mm×20mm～50mm×50mm；所述的溴铅铯衬底按照下述方法制备得到：将大尺寸溴铅铯晶体进行定向，定出010方向，然后沿着该方向进行切割，得到溴铅铯衬底。

3.根据权利要求1所述大面积卤化物钙钛矿单晶异质结的生长方法，其特征在于，所述的溴铋铯衬底为正方形，所述衬底的厚度为1～6mm；所述衬底的尺寸不低于10mm×10mm，优选的，所述衬底的尺寸为10mm×10mm～50mm×50mm，进一步优选为10mm×10mm～30mm×30mm；所述的溴铋铯衬底按照下述方法制备得到：将大尺寸溴铋铯晶体进行定向，定出001方向，然后沿着该方向进行切割，得到溴铋铯衬底。

4.根据权利要求1所述大面积卤化物钙钛矿单晶异质结的生长方法，其特征在于，所述的溴铅铯或溴铋铯衬底的预处理方法为：先用1200目的粗砂纸对衬底进行抛光，然后用7000目的细砂纸进行细抛，最后用粒度为0.05μm氧化铝抛光粉进行精抛，抛光完毕后，用乙醇将衬底清洗干净，干燥备用。

5.根据权利要求1所述大面积卤化物钙钛矿单晶异质结的生长方法，其特征在于，所述钙钛矿前驱体为MAPbBr_3-nCl_n或Cs₂AgBiBr₆，其中n为0-1；所述钙钛矿前驱体为MAPbBr_3-nCl_n，n为0-1时，所用衬底为溴铅铯衬底，所得大面积卤化物钙钛矿单晶异质结为大面积MAPbBr_3-nCl_n/CsPbBr₃单晶异质结；所述钙钛矿前驱体为Cs₂AgBiBr₆时，所用衬底为溴铋铯衬底，所得大面积卤化物钙钛矿单晶异质结为大面积Cs₂AgBiBr₆/Cs₃Bi₂Br₉单晶异质结。

6.根据权利要求1所述大面积卤化物钙钛矿单晶异质结的生长方法，其特征在于，所述钙钛矿前驱体溶液是将钙钛矿前驱体原料加入溶剂中得到的；优选的，所述钙钛矿前驱体为MAPbBr_3-nCl_n，n为0-1时，所述钙钛矿前驱体溶液是将MABr、PbBr₂与PbCl₂按照摩尔比1:(1-n/2):n/2的比例加入溶剂中，在30～40℃下搅拌溶解得到的，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，所述钙钛矿前驱体溶液的浓度为1.19～1.64mol/L；

优选的，所述钙钛矿前驱体为Cs₂AgBiBr₆时，所述钙钛矿前驱体溶液是将CsBr、BiBr₃、AgBr按照摩尔比2:1:1的比例加入溶剂中，在70～80℃下搅拌溶解得到的，所述的溶剂为质量分数为48％的氢溴酸水溶液，所述钙钛矿前驱体溶液的浓度为0.15～0.2mol/L。