[发明专利]一种金属卤化物CsPbCl3

说明书

本发明提出一种金属卤化物CsPbCl3钙钛矿微米块的合成方法，是按照下列步骤实现：（1）清洗衬底并吹干；（2）按照3:1的摩尔比配置CsCl和PbCl2的混合粉末；（3）将配制好的混合粉末放在水平管式炉的高温区，清洗好的衬底放在水平管式炉的低温区；（4）设定水平管式炉高温区和低温区的温度和维持时间，所述高温区的温度为540~640℃；低温区的温度为360~420℃，通入Ar气作为工作气体；（5）通过调控Ar气流量控制管式炉内的反应压强实现CsPbCl3微米块的可控生长。本发明利用简单的化学气相沉积技术，实现高质量CsPbCl3钙钛矿微米块的可控生长。该制备方法工艺简单、成本低廉、可控性强，且生长工艺可扩展至CsPbBr3和CsPbI3等材料。

技术领域

本发明属于光电材料制备领域，具体涉及一种无机金属卤化物CsPbCl3钙钛矿微米块的合成方法。

背景技术

金属卤化物钙钛矿，其通式为ABX3，其中A为甲基铵（CH3NH3，MA）、甲脒（CH(NH2)2，FA）或Cs；B是Pb或Sn；X为Cl、Br或I。近两年，金属卤化物钙钛矿材料在光电器件领域（太阳能电池、光电探测器）的潜在应用开始引起人们的广泛关注，这主要得益于该材料较大的光吸收系数、较高的载流子传输速率以及其带宽连续可调的特性。由于基于MAPbX3和FAPbX3材料的光电器件在稳定性上一直不能令人满意，因此人们开始将目光转向稳定性更优的CsPbX3（X=Cl/Br/I）体系材料，且已可制备出基于CsPbX3材料的光电探测器件。

然而，由于钙钛矿薄膜系统的固有问题，如多晶结构中大量晶界的存在以及光生载流子寿命短而导致的低外部量子效率，阻碍了钙钛矿基光电探测器性能的进一步提升。从材料的角度考虑，如何提高材料的结晶度、保证材料成膜的连续性，减少材料内部因为晶界而引入的缺陷，是提高钙钛矿基光电探测器性能的关键。

与二维钙钛矿薄膜材料相比，钙钛矿微米块具有形状规则、结构完整度高以及结晶特性良好等优势。此外，由于材料本身具有较低的缺陷密度，载流子在横向传输过程中具有更高的迁移速率和扩散长达，这对提升钙钛矿光电探测器的响应速度和响应率是非常有利的。目前还没有关于CsPbCl3钙钛矿探测器的研究报道，这一方面是因为CsPbCl3材料合成困难，另一方面是由于常规的合成技术所制备的CsPbCl3薄膜结晶性较差，多为多晶态，这本身不适用于光电探测器的制备。因此，发展一种简单可行、尺寸可控且结晶性良好的CsPbCl3微米块的生长技术是高性能钙钛矿光电探测器制备的关键。

发明内容

本发明的目的在于针对现有钙钛矿合成技术的不足，提出一种高质量金属卤化物CsPbCl3钙钛矿微米块的合成方法，采用化学气相沉积技术制备出形状规则、尺寸微米量级、结晶特性良好的CsPbCl3钙钛矿微米块，从而为高性能钙钛矿光电探测器的研制奠定材料基础。

本发明的技术方案是这样实现的：一种金属卤化物CsPbCl3钙钛矿微米块的合成方法，是按照下列步骤实现：

（1）清洗衬底并吹干；