[发明专利]一种超薄钙钛矿单晶材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种超薄钙钛矿单晶材料的制备方法，它包括以下步骤：（a）将溴化铅、溴化前驱体、油胺和油酸溶于二甲亚砜中形成第一溶液；所述溴化铅和所述前驱体的摩尔比为1：0.5~2.5，所述溴化前驱体为选自溴化铯、溴化甲胺和溴化甲醚中的一种或多种组成的混合物；（b）将甲醇和乙醇进行混合形成第二溶液；（c）将所述第一溶液滴至衬底表面，使用所述第二溶液作为反溶剂以使其挥发扩散至所述第一溶液中进行反应；反应结束后将所述衬底用氯苯清洗多次，干燥获得形成在所述衬底表面的超薄钙钛矿单晶材料。这样获得的钙钛矿单晶厚度为130~180nm，同时边缘尺寸可以达到几百微米甚至毫米级别。

技术领域

本发明属于半导体光电材料领域，涉及一种钙钛矿单晶材料，具体涉及一种超薄钙钛矿单晶材料的制备方法。

背景技术

钙钛矿材料由于其优异的光学、电学性能在许多领域具有巨大的应用潜力，如太阳能电池、探测器、激光、场效应晶体管、光晶体管等。而单晶类型的钙钛矿材料具有长的平衡载流子扩散程、高的光吸收效率、低的捕获态密度、良好的迁移率，因此在高性能光电器件中具有更为显著的优势。

虽然单晶钙钛矿具有这么多的优势，三维体相的材料厚度却通常在微米至毫米级别，远远超过了载流子的扩散长度，所以，对于高性能器件来说，最好的解决办法是制备一种超薄单晶钙钛矿材料。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种超薄钙钛矿单晶材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种超薄钙钛矿单晶材料的制备方法，它包括以下步骤：

(a)将溴化铅、溴化前驱体、油胺和油酸溶于二甲亚砜中形成第一溶液；所述溴化铅和所述前驱体的摩尔比为1：0.5～2.5，所述溴化前驱体为选自溴化铯、溴化甲胺和溴化甲醚中的一种或多种组成的混合物；

(b)将甲醇和乙醇进行混合形成第二溶液；

(c)将所述第一溶液滴至衬底表面，使用所述第二溶液作为反溶剂以使其挥发扩散至所述第一溶液中进行反应；反应结束后将所述衬底用氯苯清洗多次，干燥获得形成在所述衬底表面的超薄钙钛矿单晶材料。

优化地，步骤(a)中，所述溴化铅的浓度为5mM～100mM。

进一步地，步骤(a)中，所述油胺和所述油酸的体积比为1：9～9：1。

进一步地，步骤(a)中，所述油胺的体积浓度为0.5％～5％。

优化地，步骤(b)中，所述甲醇和所述乙醇的体积比为4：6～6：4。

优化地，步骤(c)中，所述衬底为硅片、FTO、ITO、玻璃或PET。

优化地，步骤(c)中，将所述衬底置于真空干燥箱中于30～50℃干燥

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明超薄钙钛矿单晶材料的制备方法，通过使得反溶剂挥发扩散至第一溶液中进行反应，这样获得的钙钛矿单晶厚度为130～180nm，同时边缘尺寸可以达到几百微米甚至毫米级别，尺寸上来说可以满足进一步的光电器件加工；而且对衬底不具有选择性，原则上只要是表面平整的衬底都可以适用于本方法生长，这对于器件加工免去了转移等复杂的工艺过程。

附图说明

图1为本发明超薄钙钛矿单晶材料的制备示意图；

图2为实施例1中制得的钙钛矿材料的SEM图；

图3为实施例1中制得的钙钛矿材料的光学显微镜图以及相应的厚度(标尺为50μm)；

图4为实施例2中制得的钙钛矿材料的光学显微镜图以及相应的厚度(标尺为50μm)；