[发明专利]一种提高钙钛矿光电性能的方法

说明书

本发明提供了一种提高钙钛矿光电性能的方法，所述方法包括如下步骤：S1、将一定量季铵盐溶于溶剂中，得到溶液A；S2、将钙钛矿薄膜浸泡在溶液A中一定时间；S3、用气流将浸泡过的钙钛矿薄膜表面残余溶剂去除后退火，即可。本发明通过该方法处理得到的钙钛矿薄膜表面致密，稳定性好，基于处理后的薄膜制备的器件表现出了极佳的光电性能。该方法操作方便，适于工厂大规模化生产。

技术领域

本发明涉及一种提高钙钛矿光电性能的方法，为一种通过化学分子空间位阻来提高钙钛矿薄膜光电性能的方法，具体地，是将制备好的钙钛矿薄膜浸入季铵盐溶液中，利用季铵盐的空间位阻来阻止钙钛矿中阳离子的迁移，使得在钙钛矿薄膜表面只能形成一层薄薄的钝化层，最终提高钙钛矿薄膜稳定性及光电性能。

背景技术

钙钛矿材料由于其高的吸光系数、长的载流子扩散长度和高的缺陷容忍度被广泛用于太阳能电池、LED、X-射线探测器等光电领域。但是三维钙钛矿本征的不稳定性，例如在光照、水分以及受热条件下易分解等缺点限制了其商业化应用。相比之下，二维钙钛矿具有良好的稳定性，但是其光电性能较差。因此，研究者通过在三维钙钛矿中引入二维钙钛矿形成二维/三维异质结结构增强其稳定性。但是，目前采用的处理方法包括旋涂，hot-casting等都难以适应大规模工业化生产，而且所使用的铵盐通常都是空间位阻较小的苯乙胺碘或者丁胺碘等，导致形成的二维钙钛矿的厚度难以控制，最终影响器件性能。

因此，寻找一种适于工业化大规模生产的方法来提高三维钙钛矿光电性能及稳定性对其商业化应用具有重大作用。

据检索，专利文献CN 109786567A中公开了一种基于离子液体调控的高效钙钛矿材料，其记载了在制备钙钛矿材料的过程中，加入离子液体。但该专利添加离子液体的方式是将其加入到钙钛矿前驱体中，作用是调控钙钛矿结晶生长过程，改变薄膜形貌等来提高其光电性能。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明涉及一种提高钙钛矿光电性能的方法，为一种通过化学分子空间位阻来提高钙钛矿薄膜光电性能的方法，具体涉及将钙钛矿薄膜浸入季铵盐溶液中，利用季铵盐的空间位阻来阻止钙钛矿中阳离子的迁移，使得在钙钛矿薄膜表面只能形成一层薄薄的钝化层，最终提高钙钛矿薄膜稳定性及光电性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种提高钙钛矿光电性能的方法，所述方法包括如下步骤：

S1、将一定量季铵盐溶于溶剂中，得到溶液A；

S2、将钙钛矿薄膜浸泡在溶液A中一定时间；

S3、用气流将浸泡过的钙钛矿薄膜表面残余溶剂去除后退火，即可。

优选地，步骤S1中，所述溶剂为异丙醇或甲酸甲酯。

优选地，步骤S1中，所述的季铵盐包括但不限于苯基三甲基碘化铵，四丁基碘化铵，碘化胆碱，苄基三甲基碘化铵中的任一种或多种。如还可采用与这四种结构类似的季铵盐，由于其都具有大的空间位阻，这种大的空间位阻可以有效阻止钙钛矿薄膜中阳离子的迁移，从而能够有效稳定和钝化钙钛矿，达到提高稳定性和光电性能的双重效果。

优选地，步骤S1中，所述的溶液A中季铵盐的浓度为0.5-10mg/mL。

优选地，步骤S2中，所述浸泡时间为5s-1h。

优选地，步骤S3中，所述气流为氮气或氩气或干燥空气。

优选地，步骤S3中，退火温度为60-100℃，时间为2-10min。

步骤S2中，所述钙钛矿薄膜包括有机无机杂化铅卤素钙钛矿薄膜、全无机铯铅卤素钙钛矿薄膜。