[发明专利]一种基于电化学法制备钙钛矿材料的方法

说明书

本发明提供了一种基于电化学法制备钙钛矿材料的方法，具有这样的特征，包括步骤一，将洁净的钛片作为阳极、铂片作为阴极，置于电解液中进行电化学反应，得到第一处理钛片；以及步骤二，将第一处理钛片浸泡至碘化铯溶液中，取出后得到黑色相的钙钛矿材料。

技术领域

本发明涉及光致发光钙钛矿物质领域，具体涉及到一种基于电化学法制备钙钛矿材料的方法。

背景技术

近年来，有机－无机杂化钙钛矿材料由于长的载流子扩散长度、高的光吸收效率以及可调节的带隙被广泛应用于太阳能电池、发光材料、光电探测器等光电技术领域。这类钙钛矿材料的稳定性成为其能否商业化极其重要的因素：有机－无机杂化钙钛矿中的有机组分在热力学上具有不稳定性，光照条件下、加热条件下或者潮湿环境下，都会诱导有机组分缓慢挥发从而导致该类钙钛矿降解失效。与之相比之下，全无机钙钛矿材料能够避免有机组分的挥发，从而有望能够从根本上解决组分稳定性问题。

在全无机钙钛矿材料家族中，Cs/Pb/I体系钙钛矿材料凭借其理想的禁带宽度成为全无机钙钛矿中最具有潜力的光伏材料。相对于其他全无机钙钛矿材料，CsPbI3钙钛矿材料采用Cs+离子替代了对水和氧敏感的有机组分，大大提高了热稳定性。同时，CsPbI3钙钛矿材料的带隙只有1.73eV，是最合适的带隙。因此引起了广泛的研究关注。

即便CsPbI3钙钛矿材料不存在组分稳定性问题，由于自身的结构特点，同样存在稳定性问题。CsPbI3钙钛矿由于自身结构限制而具有多种晶相，具有光活性的黑色钙钛矿相CsPbI3只有在300℃以上才能存在。由于[PbI6]4-八面体在室温下会发生倾斜，因此CsPbI3钙钛矿的黑色相在室温下无法稳定的维持，容易转变成黄色非钙钛矿相。目前CsPbI3钙钛矿的相不稳定性问题极大地限制了其在光伏领域的应用。因此，如何提高CsPbI3材料的相稳定性对今后的进一步研究具有重要意义。

现有技术中，提高CsPbI3相稳定性的手段主要有掺杂、降维、添加剂改性、应力调控和降低对称性等等。此外，近期也有研究者将钙钛矿与多孔惰性半导体(如SiO2、Al2O3)相结合提升稳定性。但是，这些惰性半导体导电性较差，不利于在应用中的电荷传递，因此限制了其进一步的发展

因此，本领域技术人员期望研发一种基于电化学法制备钙钛矿材料的方法，以解决现有技术中存在技术问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于电化学法制备钙钛矿材料的方法。

本发明提供了一种基于电化学法制备钙钛矿材料的方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤一，将洁净的钛片作为阳极、铂片作为阴极，置于电解液中进行电化学反应，得到第一处理钛片；以及步骤二，将第一处理钛片浸泡至碘化铯溶液中，取出后得到黑色相的钙钛矿材料。

在本发明提供的一种基于电化学法制备钙钛矿材料的方法，还可以具有这样的特征：其中，洁净的钛片通过将钛片依次放在丙酮、无水乙醇以及去离子水中进行超声清净，然后用氩气吹干而得。

在本发明提供的一种基于电化学法制备钙钛矿材料的方法，还可以具有这样的特征：其中，电解液为将氟化铵以及去离子水溶于乙二醇中所得到的溶液，并且电解液中氟化铵的质量体积分数为5.625g/L，电解液中去离子水的体积分数为3％。

在本发明提供的一种基于电化学法制备钙钛矿材料的方法，还可以具有这样的特征：其中，电化学反应的反应条件包括电压28V～32V，电流0.1A～0.3A，温度24℃～26℃，反应时间12h～36h。

在本发明提供的一种基于电化学法制备钙钛矿材料的方法，还可以具有这样的特征：其中，碘化铯溶液为将碘化铯溶于有机溶剂所得到的溶液，有机溶剂为甲醇或N,N-二甲基甲酰胺，碘化铯溶液中碘化铯的质量体积分数为4g/L～16g/L。