[发明专利]一种钙钛矿异质结结构及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种钙钛矿异质结结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1) 制备三维钙钛矿单晶；

(2) 配制饱和的层状钙钛矿前驱液；

(3) 将三维钙钛矿单晶浸泡在饱和的层状钙钛矿前驱液中，或者将三维钙钛矿单晶和饱和的层状钙钛矿前驱液相接触，使层状钙钛矿在三维钙钛矿单晶表面外延生长，将三维钙钛矿包裹覆盖，得到基于晶格匹配形成的三维钙钛矿/层状钙钛矿异质结结构；

所述的钙钛矿异质结结构由三维钙钛矿、层状钙钛矿构成，三维杂化钙钛矿通过晶格匹配外延出层状钙钛矿。

2.根据权利要求1所述钙钛矿异质结结构的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，三维钙钛矿的结构为ABX₃；A为阳离子，具体为MA⁺ 、FA⁺ 和Cs⁺中的一种；B为金属阳离子，具体为Pb²⁺或Sn²⁺；X为卤化物，具体为Cl^- 、Br^-和I^-中的一种。

3.根据权利要求1或2所述钙钛矿异质结结构的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，通过蒸发法、降温法、反溶剂扩散法以及逆温生长法中的任意一种，制得三维钙钛矿单晶。

4.根据权利要求3所述钙钛矿异质结结构的制备方法，其特征在于，采用逆温生长法制备三维钙钛矿单晶，具体步骤为：

1) 配制三维钙钛矿前驱体溶液，将溶液分为两份，一份为A，一份为B，将溶液放置于热台上并在室温条件下用磁子搅拌加速溶解；

2) 将B置于高温油浴中，待B中长出多颗晶籽，再将B中的晶籽投入到A中，然后每天增加油浴的温度，由于溶液温度的增加会导致溶液溶解度下降，这样A中被投放的晶籽会缓慢长大，一星期后便可以收集A中的三维钙钛矿单晶。

5.根据权利要求1所述钙钛矿异质结结构的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，层状钙钛矿的结构是R₂A_n-1B_nX_3n+1，其中R是有机大分子，具体为PEA⁺、BA⁺ 和EDA²⁺中的一种，它充当了无机片层的间隔物，n为无机片层的数量。

6.根据权利要求1或5所述钙钛矿异质结结构的制备方法，其特征在于，所述层状钙钛矿为RP型或者DJ型。

7.根据权利要求1所述钙钛矿异质结结构的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，层状钙钛矿前驱液的温度为40~55°C。

8.根据权利要求1所述钙钛矿异质结结构的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，将三维钙钛矿单晶浸泡在饱和的层状钙钛矿前驱液中，保证三维钙钛矿是悬浮在层状钙钛矿前驱液中。

9.一种钙钛矿异质结结构的应用，其特征在于，将其应用于太阳能电池器件，所述钙钛矿异质结结构为权利要求1所述的或由权利要求2~8中任一项所述钙钛矿异质结结构的制备方法制备而成。