[发明专利]一种钙钛矿薄膜及其制备方法以及该薄膜在光电器件中的应用

摘要

本发明涉及一种稳定的钙钛矿薄膜及其制备方法以及其在光电器件中的应用。该钙钛矿薄膜通过在一步法旋涂制备过程中滴加含有共轭π体系有机小分子的反溶剂，退火后形成有机小分子与钙钛矿的混合层，共轭π体系的有机小分子与钙钛矿中的阳离子通过超分子阳离子‑π相互作用，可以使得钙钛矿薄膜缺陷大大降低，并且稳定性显著提高。此外，本发明还提供了利用所述的钙钛矿薄膜的制备方法来制备相应的光电器件，比如钙钛矿电池、发光二极管、光电探测器等等。相较于无添加共轭π有机小分子的标准器件而言，所得到的光电器件的性能与稳定性均有提高。

主权项

1.一种钙钛矿复合薄膜的制备方法，包括下述步骤：第一步：钙钛矿材料前驱体溶液的制备步骤：(1)将化合物AX和BX2按照一定的化学计计量比例溶于前驱体溶剂，自室温加热至70℃至固体完全溶解，形成质量浓度为25～40％的溶液；(2)连续搅拌上述溶液，时间不少于2小时，制备形成透明均一的钙钛矿前驱体溶液，其中的钙钛矿化合物的分子式为ABX3；上述化合物中：A代表阳离子，该阳离子选自CH3NH3+、NH2CHNH2+和Cs+中的一种任意两种的混合物；B为选自Pb2+、Sn2+中的一种或者两种的混合物；X为选自I、Br、Cl中的一种或任意两种的混合物；第二步：钙钛矿薄膜层的制备步骤：(1)取第一步所制备的钙钛矿材料前驱体溶液采用旋涂工艺制备到基片上，在旋涂过程中快速滴加反溶剂，该反溶剂中溶解有含有共轭π体系的有机小分子化合物；(2)完成旋涂后，将基片置于100℃～150℃的热板上干燥15～60分钟，制备得到共轭π体系有机小分子化合物与钙钛矿材料复合的薄膜层；上述的含有共轭π体系有机小分子化合物如通式(1)所示：式(1)中：i为0至4的整数；R1至R6、R7+i和R11+i分别独立选自氢原子、具有1至20个碳原子的直链烷基基团、具有3至20个碳原子的支链或环状的烷基基团、具有6至30个碳原子的取代或未取代的芳香族烃基或稠环芳香族烃基、具有5至30个碳原子的取代或未取代的杂芳香族烃基或稠杂环芳香族烃基；当上述芳烃、稠环芳烃、杂芳烃和/或稠杂环芳烃存在取代基时，所述取代基选自1至4个碳原子的烷基、卤素、硝基、氰基、苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基、吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、呋喃基、噻吩基、9,9‐二甲基吖啶基、咔唑基、吩噁嗪基、吩噻嗪基。