[发明专利]一种钙钛矿薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种钙钛矿薄膜及其制备方法和应用。本发明的钙钛矿薄膜的制备方法包括以下步骤：1)将CsI、CsBr和PbI₂混合配制成钙钛矿前驱体溶液；2)配制乙基碘化胺溶液；3)将钙钛矿前驱体溶液和乙基碘化胺溶液混合，成膜，退火，即得钙钛矿薄膜。本发明在钙钛矿前驱体溶液中加入乙基碘化胺后再进行成膜，在乙基碘化胺的钝化作用下可以形成粒径很小的无机钙钛矿晶体，进而制备出缺陷态密度低、晶粒尺寸小、激子束缚能高的钙钛矿薄膜。

技术领域

本发明涉及钙钛矿技术领域，具体涉及一种钙钛矿薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

钙钛矿的结构通式为AMX₃(A为CH₃NH₃⁺、CH(NH₂)₂⁺或Cs⁺，M为Pb²⁺、Sn²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、Co²⁺或Eu²⁺，X为I^-、Br^-或Cl^-)，其具有长载流子扩散长度、高吸光系数、高光致发光量子效率和高缺陷容限。近年来，钙钛矿材料发展迅速，在太阳能电池、电致发光二极管、激光和探测器等领域得到广泛应用。钙钛矿材料可通过调节卤素原子的种类和比例改变禁带宽度，从而实现从近红外到蓝光的发射，目前已经制备出外量子效率大于20％的红光和绿光钙钛矿电致发光器件，具有很好的应用前景。

红光钙钛矿电致发光器件中的发光材料主要为APbBr_xI_3-x(A为CH₃NH₃⁺、CH(NH₂)₂⁺或Cs⁺，x取0～3)。目前，采用有机无机杂化的三维钙钛矿(即A为CH₃NH₃⁺或CH(NH₂)₂⁺)制备钙钛矿薄膜时，在旋涂结晶过程中晶粒生长较快，因而晶粒尺寸较大，薄膜质量不高，激子束缚能低，且热稳定性不好，最终会导致制备的器件性能较差，而采用全无机钙钛矿(即A为Cs⁺)制备钙钛矿薄膜时，同样存在晶粒生长过快、晶粒尺寸过大的问题。

因此，亟需开发一种新的钙钛矿薄膜制备方法，并制备出缺陷态密度低、晶粒尺寸小、激子束缚能高的钙钛矿薄膜。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种缺陷态密度低、晶粒尺寸小、激子束缚能高的钙钛矿薄膜。

本发明的目的之二在于提供上述钙钛矿薄膜的制备方法。

本发明的目的之三在于提供上述钙钛矿薄膜在电致发光器件中的应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种钙钛矿薄膜的制备方法包括以下步骤：

1)将CsI、CsBr和PbI₂混合配制成钙钛矿前驱体溶液；

2)配制乙基碘化胺溶液；

3)将钙钛矿前驱体溶液和乙基碘化胺溶液混合，成膜，退火，即得钙钛矿薄膜。

优选的，一种钙钛矿薄膜的制备方法包括以下步骤：

1)CsI、CsBr和PbI₂加入有机溶剂中，升温至50℃～70℃，进行搅拌，得到钙钛矿前驱体溶液；

2)将乙基碘化胺加入有机溶剂中，升温至50℃～70℃，进行搅拌，得到乙基碘化胺溶液；