[發明專利]無缺陷的鈣鈦礦薄膜、其制備方法及應用

在審

• 申請號: 201910288194.2
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN110112300A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 范利生;孫璇;瞿光胤;田清勇;范斌
• 申請（專利權）人: 蘇州協鑫納米科技有限公司
• 主分類號: H01L51/46
• 分類號: H01L51/46;H01L51/48;H01L51/54;H01L51/56
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 趙世發;王鋒

1.一種無缺陷的鈣鈦礦薄膜的制備方法，其特征在于包括：

1)將鈣鈦礦單晶溶于溶劑，形成鈣鈦礦前驅體溶液；

2)采用所述鈣鈦礦前驅體溶液制作形成鈣鈦礦薄膜。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟1)包括：至少采用超聲或振動方式使鈣鈦礦單晶溶解于溶劑中形成鈣鈦礦前驅體溶液。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：所述鈣鈦礦前驅體溶液的濃度為0.5-2mol/L。

4.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：所述鈣鈦礦單晶的化學式為ABX₃，其中A包括MA(甲胺)、FA(甲脒)、Cs和Rb中的任意一種，B包括Pb和Sn中的任意一種，X包括I、Br和Cl中的任意一種。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述鈣鈦礦單晶的制備方法包括：將第一鹵化物和第二鹵化物溶解于溶劑中形成混合溶液，將所述混合溶液于90-120℃條件下加熱處理1-7天，獲得所述鈣鈦礦單晶，其中所述第一鹵化物的化學式為AX，第二鹵化物的化學式為BX₂，A包括MA、FA、Cs和Rb中的任意一種，B包括Pb和Sn中的任意一種，X包括I、Br和Cl中的任意一種；優選的，所述第一鹵化物和第二鹵化物的摩爾比1:1～1:1.25。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述鈣鈦礦單晶的制備方法還包括：先將所述混合溶液于90-120℃條件下加熱處理1-2天形成鈣鈦礦單晶晶種，之后繼續于90-120℃條件下加熱處理3-5天，進而獲得所述鈣鈦礦單晶。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述鈣鈦礦單晶包括單陽離子和/或單陰離子鈣鈦礦單晶；優選的，所述鈣鈦礦單晶包括MAPbI₃、MAPbBr₃、MAPbCl₃、MASnI₃、MASnBr₃、MASnCl₃、FAPbI₃、FAPbBr₃、FAPbCl₃、FASnI₃、FASnBr₃、FASnCl₃、CsPbI₃、CsPbBr₃、CsPbC_l3、CsSnI₃、CsSnBr₃、CsSnCl₃、RbPbI₃、RbPbBr₃、RbPbCl₃、RbSnI₃、RbSnBr₃、RbSnCl₃中的任意一種或兩種以上的組合；和/或，所述溶劑包括低沸點溶劑；優選的，所述溶劑包括DMF、DMSO、γ-丁內酯、NMP中的任意一種或兩種以上的組合。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟2)包括：至少采用旋涂、涂布、刮涂和噴涂中的任意一種方式將所述鈣鈦礦前驅體溶液制備成所述的鈣鈦礦薄膜；優選的，所述步驟2)還包括：將所述鈣鈦礦薄膜于100-180℃條件下退火處理10-60min。

9.由權利要求1-8中任一項所述方法制備的無缺陷的鈣鈦礦薄膜。

10.一種光電設備，其特征在于包含權利要求9所述的無缺陷的鈣鈦礦薄膜；優選的，所述光電設備包括太陽能電池、發光二極管和光電傳感器中的任一種。