[发明专利]一种采用溶液喷涂法制得的CsPbX3

说明书

本发明涉及一种采用溶液喷涂法制得的CsPbX₃薄膜及其制备和应用，所述方法具体包括以下步骤：(a)取CsX和PbX₂加入到有机溶剂中进行混合，得到CsPbX₃前驱体溶液，其中，X＝Cl或Br或I；(b)将步骤(a)得到的CsPbX₃前驱体溶液喷涂在导电基底上，后退火，得到所述的CsPbX₃薄膜。与现有技术相比，本发明可实现均匀薄膜的简易制备，有利于该材料在钙钛矿太阳能电池和光电探测器件中的应用。

技术领域

本发明属于钙钛矿材料领域，具体涉及一种采用溶液喷涂法制得的CsPbX₃薄膜及其制备和应用。

背景技术

近年来，一些钙钛矿结构的半导体材料，由于具有优良的光学吸收和电荷传导特性，成为目前太阳能电池领域的研究热点。相对于有机-无机杂化钙钛矿材料，全无机卤素钙钛矿材料(CsPbX₃，X＝Cl、Br、I)化学稳定性较高，具有波长可调且覆盖整个可见光波段、线宽窄等特点，多用于太阳能电池材料中。此外，全无机钙钛矿材料具有极高的吸收系数，其光吸收能力比其它有机染料高10倍以上；而且全无机钙钛矿材料的八面体体系也有利于电子和空穴的传输，使得该材料具有高载流子迁移率和较长的载流子寿命。

开发高质量CsPbX₃薄膜的低成本制备技术对于获得高效稳定的无机钙钛矿电池意义重大。目前多采用非真空旋涂法或者物理气相沉积法制备CsPbX₃薄膜，其中，采用非真空旋涂法制得的薄膜易出现针孔裂纹等缺陷，物理气相沉积法的制备工艺设备昂贵、制程复杂。因此，研发CsPbX₃薄膜材料低成本、工艺简单且稳定性好的制备技术显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的就是提供一种采用溶液喷涂法制得的CsPbX₃薄膜及其制备和应用，可实现均匀薄膜的简易制备，有利于该材料在钙钛矿太阳能电池和光电探测器件中的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种采用溶液喷涂法制备CsPbX₃薄膜的方法，所述方法具体包括以下步骤：

(a)CsPbX₃前驱体溶液的制备：取CsX和PbX₂加入到有机溶剂中进行混合，得到CsPbX₃前驱体溶液，其中，X＝Cl或Br或I；

(b)CsPbX₃薄膜的制备：将步骤(a)得到的CsPbX₃前驱体溶液喷涂在导电基底上，后立即进行退火，蒸发掉有机溶剂，得到所述的CsPbX₃薄膜。

X＝Br。

步骤(a)中，有机溶剂选自DMSO或DMF中的一种或多种。

步骤(a)中，CsX、PbX₂和有机溶剂的添加比为1mmol:mmol:(15～25)mL，优选为1mmol:1mmol:20mL。

步骤(b)中，取2～5mL的CsPbX₃前驱体溶液装入喷枪中进行喷涂，喷涂时间为5～10min，喷涂的速率为0.2～1mL/min，喷涂的速率影响薄膜厚度，在此喷涂速率下，可得到厚度符合要求的薄膜。

步骤(b)中，所述导电基底为FTO或ITO玻璃。

步骤(b)中，将喷涂有CsPbX₃前驱体溶液的导电基底置于加热板上进行退火。