[發(fā)明專利]一種三維鈣鈦礦薄膜納米尺度晶粒的調(diào)控方法及其應用和器件

在審

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• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN108305937A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 王建浦;黃維;王娜娜;繆炎峰
• 申請（專利權）人: 南京工業(yè)大學
• 主分類號: H01L51/00
• 分類號: H01L51/00
• 代理公司: 北京恒創(chuàng)益佳知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11556
• 代理人: 柴淑芳

1.一種三維鈣鈦礦薄膜納米尺度晶粒的調(diào)控方法，其特征在于，通過調(diào)控鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的濃度或者AX和BX₂的比例，實現(xiàn)從納米尺度對鈣鈦礦顆粒中晶粒大小的調(diào)控，從本征上優(yōu)化鈣鈦礦薄膜的質(zhì)量；三維鈣鈦礦材料結(jié)構為ABX₃，其由AX和BX₂以一定比例在溶劑中配制得到；其中A為陽離子基團，B為第四主族金屬或過渡金屬，X為三種鹵族元素的任意配比；其中AX：BX₂摩爾比例為1～100:1～100；溶劑是指N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)或γ-丁內(nèi)酯中的任意一種，或者DMF、DMSO與γ-丁內(nèi)酯按1～100:1～100:1～100的比例配成的混合溶劑。

2.根據(jù)權利要求1所述的調(diào)控方法，其特征在于，調(diào)控鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的濃度為20％-5％，隨著濃度從20wt％降低至10wt％，鈣鈦礦晶粒尺寸增加，從10wt％降低至5wt％，晶粒尺寸降低。

3.根據(jù)權利要求2所述的調(diào)控方法，其特征在于，調(diào)控鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的濃度為20％，15％，10％，7％，5％。

4.根據(jù)權利要求1所述的調(diào)控方法，其特征在于，A為烷基胺、二胺、K⁺、Rb⁺和Cs⁺中的任意一種；B為第四主族：Pb²⁺，Ge²⁺，Sn²⁺中的任意一種，過渡金屬為Cu²⁺，Ni²⁺，Co²⁺，F(xiàn)e²⁺，Mn²⁺，Eu²⁺中的任意一種。

5.根據(jù)權利要求1所述的調(diào)控方法，其特征在于，采用所述前驅(qū)體溶液旋涂制備鈣鈦礦薄膜，旋涂結(jié)束后將襯底加熱退火得到鈣鈦礦薄膜。

6.根據(jù)權利要求5所述的調(diào)控方法，其特征在于，在旋涂儀開始轉(zhuǎn)動后，滴加氯苯、甲苯、氯仿、甲醚、乙酸乙酯或幾種溶液的混合液，旋涂結(jié)束后，退火得到鈣鈦礦薄膜。

7.根據(jù)權利要求1所述的調(diào)控方法，其特征在于，AX和BX₂的比例為1:1-5:1，優(yōu)選為1:1、2:1、3:1之一。

8.根據(jù)權利要求1-7任一所述方法在調(diào)整三維鈣鈦礦薄膜納米尺度晶粒中的應用，包括以下應用：通過鈣鈦礦晶粒大小的調(diào)控，明顯改善鈣鈦礦薄膜覆蓋率、提高鈣鈦礦材料內(nèi)激發(fā)態(tài)的壽命從而提高載流子輻射復合發(fā)光的可能性、調(diào)控鈣鈦礦薄膜發(fā)光峰位置，實現(xiàn)薄膜光電性能的本征調(diào)控，特別是減少鈣鈦礦薄膜內(nèi)和表面的缺陷態(tài)，最終提高鈣鈦礦器件的性能。

9.根據(jù)權利要求1-7任一所述方法獲得的三維鈣鈦礦薄膜。

10.根據(jù)權利要求9所述的三維鈣鈦礦薄膜制備的發(fā)光器件或光伏器件，三維鈣鈦礦薄膜為發(fā)光器件的發(fā)光層或光伏器件的吸光層。