[发明专利]一种钙钛矿多晶薄片及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种钙钛矿多晶薄片及其制备方法和应用，利用溶液法，首先通过能够和AX粉末相容的溶液将AX粉末溶解在有机溶剂中，然后在溶液中加入PbX₂粉末，使得PbX₂粉末和AX粉末能够反应生成钙钛矿前驱体，因为生成的钙钛矿前驱物不溶于有机溶剂，使得钙钛矿前驱体能够通过离心过程从过程溶液中分离出来；该制备过程不同于现有的原位热压法的制备过程，通过溶液法制备出的钙钛矿粉末，其原料更加均匀，使得前驱物进行充分的反应，可以实现80％的原料利用率，避免了原料的浪费。

【技术领域】

本发明属于半导体光电材料领域，具体涉及一种钙钛矿多晶薄片及其制备方法和应用。

【背景技术】

铅卤钙钛矿材料具有优异的光电性能，被广泛地应用于太阳能电池、LED、激光器、射线探测器等器件当中。目前发现钙钛矿材料做射线探测器具有较高的灵敏度，受到了人们的广泛关注。然而，目前报道的高性能的器件大部分为面积较小的单晶，为进一步实现钙钛矿材料的大规模应用，发展大面积钙钛矿材料的制备技术成为目前研究中需要解决的问题。同时，钙钛矿射线探测器的性能与钙钛矿材料的厚度呈正相关的关系，发展钙钛矿厚膜的制备技术也是亟需解决的问题。

目前，通常采用缓慢降温生长法，逆温度梯度生长法，抗溶剂辅助生长法等生长单晶做射线探测器，但是生长过程中容易造成巨大的原料浪费，而且生长的晶体一般较小。因此，需要开发一种可快速制备晶体，可操作性强，材料利用率高，制备成器件性能好的方法。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种钙钛矿多晶薄片及其制备方法和应用，以解决现有技术中缺乏钙钛矿厚膜制备方法的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种钙钛矿多晶薄片的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将AX粉末溶于低级醇中，搅拌溶解后得到溶液B；在溶液B中加入PbX₂粉末，搅拌均匀后在溶液中生成钙钛矿前驱体，离心处理包含有钙钛矿前驱体的溶液得到离心产物，将离心产物干燥处理后，得到钙钛矿粉末；所述A为Cs²⁺、CH₃NH₃²⁺或CH(NH₂)₂²⁺，X为卤素，所述低级醇和AX粉末相溶，且和钙钛矿前驱体不溶；

步骤2，将钙钛矿粉末通过原位热压法制备成钙钛矿多晶薄片。

本发明的进一步改进在于：

优选的，步骤1中，将AX粉末溶于低级醇中，在60-90℃下搅拌，得到溶液B。

优选的，所述低级醇为异正丁醇、乙丙醇、异丙醇或异丁醇。

优选的，步骤1中，AX粉末和低级醇的混合比例为(1-10)g:10mL。

优选的，步骤1中，在溶液B中加入PbX₂粉末，搅拌均匀后离心处理3-5次。

优选的，步骤1中，干燥温度为40-150℃，干燥时间为6-18h。

优选的，步骤2中，所述原位热压法具体为：将钙钛矿粉末加入至模具中，加热并加压，获得钙钛矿多晶薄片。

优选的，所述加热温度为80-250℃，压力为0.1-40MPa，加热并加压的时间为1-12h。

一种通过上述制备方法制得的钙钛矿多晶薄片，所述钙钛矿多晶薄片为APbX₃，其厚度为10μm到5mm。