[发明专利]一种维度可调的非铅钙钛矿单晶及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种维度可调的非铅钙钛矿单晶，其特征在于，所述维度可调的非铅钙钛矿单晶，结构式为A^III(3py)₂B^IIIX₆，其中A^III为Ni³⁺、Co³⁺、Cr³⁺，B^III为Bi³⁺、In³⁺、Ga³⁺、Sb³⁺，X为Cl^-、Br^-、I^-；

所述维度可调的非铅钙钛矿单晶以三联吡啶为配体的过渡金属配合物A^III(3py)₂³⁺取代ABX₃中的A位阳离子，形成具有A^III(3py)₂B^IIIX₆结构的钙钛矿材料。

2.一种根据权利要求1所述的维度可调的非铅钙钛矿单晶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将溶质A^III、三联吡啶和B^ⅢX₃以摩尔比为1：2：1溶解在氢卤酸、水和乙腈组成的混合溶液中，形成钙钛矿前驱体溶液；

(2)将步骤(1)所述钙钛矿前驱体溶液在140℃条件下加热至完全溶解成透明澄清溶液，然后降温结晶，生长出来的晶体经冲洗，得到所述维度可调的非铅钙钛矿单晶。

3.根据权利要求2所述的维度可调的非铅钙钛矿单晶的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，氢卤酸溶液为盐酸、氢溴酸、氢碘酸中的至少一种；所述氢卤酸溶液的浓度为36～45％；所述混合溶液中的水：乙腈：氢卤酸的体积比为1：3：2；所述溶质B^IIIX在混合溶液中的浓度为0.03mol/L，溶质A^III在混合溶液的浓度为0.03mol/L。

4.根据权利要求2所述的维度可调的非铅钙钛矿单晶的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，降温结晶速率为1～2℃/h。

5.根据权利要求2所述的维度可调的非铅钙钛矿单晶的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，降温结晶分三阶段进行，第一阶段以2℃/h的速率降温至100℃，然后在100℃下保温4h，第二阶段以1℃/h的速率降温至60℃，然后在60℃下保温3h，第三阶段以2℃/h的速率降至室温。

6.根据权利要求2所述的维度可调的非铅钙钛矿单晶的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，冲洗指将生长出来的晶体通过异丙醇或乙酸乙酯冲洗。

7.一种根据权利要求1所述的维度可调的非铅钙钛矿单晶在光电探测器和太阳能电池领域中的应用。

8.一种光电探测器，其特征在于，包括权利要求1所述的维度可调的非铅钙钛矿单晶、玻璃基板、栅极电极、导电金丝。

9.根据权利要求8所述的光电探测器，其特征在于，所述导电金丝直径为0.5mm，栅极电极为Au。