[發(fā)明專(zhuān)利]一種鈣鈦礦粉體的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811132753.2
• 申請(qǐng)日: 2018-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109336768A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 時(shí)玉萌;丁東;李賀楠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C07C209/00
• 分類(lèi)號(hào): C07C209/00;C07C211/04;C07C211/09;C01G21/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248
• 代理人: 張立娟

本發(fā)明屬于材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦(簡(jiǎn)寫(xiě)為APbX₃，其中A為有機(jī)陽(yáng)離子CH₃NH₃⁺/MA⁺、NH₂CHNH₂⁺/FA⁺、Cs⁺，X為鹵素陰離子I^?、Br^?、Cl^?)粉體的制備方法。本發(fā)明采用AX和PbX₂作為前驅(qū)物，使用機(jī)械力化學(xué)方法，通過(guò)研磨AX和PbX₂混合物制備出APbX₃粉體。該方法操作簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保、適用性廣泛，為大面積量產(chǎn)鈣鈦礦材料的制備提供了新的方法，為實(shí)現(xiàn)基于不同鉛鹵化合物的鈣鈦礦光伏器件產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供可能性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種制備鈣鈦礦材料粉體的方法。

背景技術(shù)

有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦材料(簡(jiǎn)寫(xiě)為APbX₃，其中A為有機(jī)陽(yáng)離子CH₃NH₃⁺/MA⁺、NH₂CHNH₂⁺/FA⁺、Cs⁺，X為鹵素陰離子I^-、Br^-、Cl^-)具有可調(diào)的光譜吸收范圍，高的載流子遷移率和較低的激子束縛能而引起了人們的熱切關(guān)注，這種材料被廣泛地應(yīng)用于太陽(yáng)能電池、光電探測(cè)器、發(fā)光二極管和激光器等領(lǐng)域。目前，制備鈣鈦礦材料的方法主要有溶液法：使用有機(jī)溶劑如N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，二甲基亞砜(DMSO)，甲苯，氯苯，乙醚等將前驅(qū)物溶解作為前驅(qū)液，將前驅(qū)液旋涂或者滴涂在基板上制備出鈣鈦礦薄膜；氣相法：使用化學(xué)氣相沉積法(CVD)合成出所需要的鈣鈦礦材料。但是，溶液法使用的有機(jī)溶劑普遍具有有毒，易燃易爆，污染環(huán)境等缺陷，而氣相法則具有操作復(fù)雜，反應(yīng)環(huán)境要求較高等缺點(diǎn)，都成為了鈣鈦礦材料產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程上較大的阻礙。

例如，現(xiàn)有技術(shù)CN106058060A公開(kāi)了一種制備鈣鈦礦晶體薄膜的方法技術(shù)，該方法使用兩步合成方法，首先通過(guò)成膜工藝在襯底上形成平整的PbI₂薄膜，然后用 CH₃NH₃X與HC(NH₂)₂X的混合溶液處理PbI₂薄膜，再經(jīng)過(guò)熱處理即可獲得鈣鈦礦晶體薄膜。這種方法雖然成功合成出所需的鈣鈦礦材料，但是該方法使用了有毒的有機(jī)物 DMSO和DMF作為溶劑，這兩種有機(jī)溶劑在熱處理過(guò)程中會(huì)隨著鈣鈦礦結(jié)晶過(guò)程逸出造成環(huán)境的污染，并且兩步法合成操作復(fù)雜，很難滿(mǎn)足大批量的工業(yè)化生產(chǎn)需求。

同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)CN108046313A公開(kāi)了一種化學(xué)氣相沉積制備鈣鈦礦MAPbI₃的方法，該方法使用PbX₂和MAI作為反應(yīng)前驅(qū)物，在雙溫區(qū)管式爐里分別對(duì)兩種前驅(qū)物進(jìn)行加熱反應(yīng)，得到了鈣鈦礦光吸收層薄膜。但是，該方法對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求較高，尤其是反應(yīng)過(guò)程在低壓高溫環(huán)境中進(jìn)行，制備出的鈣鈦礦材料量少，同時(shí)，壓強(qiáng)和溫度會(huì)調(diào)控前驅(qū)物揮發(fā)速率，進(jìn)而導(dǎo)致反應(yīng)過(guò)程中前驅(qū)物的比例不同，對(duì)鈣鈦礦產(chǎn)物純度具有較大影響。因此，尋求一種可以不使用有機(jī)溶劑，無(wú)污染，簡(jiǎn)單操作又可以大批量生產(chǎn)鈣鈦礦材料的方法對(duì)推動(dòng)這種材料在能源領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容