[发明专利]利用卤化氢制备铯铅卤钙钛矿纳米线异质结的方法

说明书

本发明提供了利用卤化氢制备铯铅卤钙钛矿纳米线异质结的方法，属于钙钛矿纳米线异质结技术领域，将1‑十八烯、油酸和碳酸铯混合，制备油酸铯前驱体溶液；将1‑十八烯、油胺、辛胺和卤化铅混合，制备含铅的混合溶液；将油酸铯前驱体加入到含铅的混合溶液中制备纳米线；冰浴冷却离心后将纳米线沉淀分散到极性弱的有机试剂中。将纳米线分散液滴加到玻璃片上，使钙钛矿纳米线定向分布；另将一玻璃片覆盖住涂有纳米线的玻璃片的部分，将其置于卤化氢气氛中，一段时间后纳米线暴露的部分完成阴离子交换，在纳米线长度方向形成异质结。本发明操作简单，成本低，易于控制，可批量化，量子效率高，重复性高；制备的纳米线异质结结构稳定，可应用在光电领域。

技术领域

本发明涉及钙钛矿纳米线异质结技术领域，具体涉及一种利用卤化氢制备铯铅卤钙钛矿纳米线异质结的方法。

背景技术

铯铅卤钙钛矿因为具有载流子传输速率快，激子的结合能大，量子效率高，生产成本低，缺陷容忍能力强等优点，所以被广泛应用在太阳能电池，发光二极管，探测器以及激光等领域。其中，钙钛矿纳米线异质结是研究钙钛矿离子迁移动力学等基础研究的重要平台。此外，制备钙钛矿纳米线异质结的技术有望应用到图案化半导体异质结的制备中，从而推动多色激光器或LED的研究以及大型电子电路，信息存储和全彩色显示器的发展。

但是因为铯铅卤钙钛矿具有离子属性，接触外界的阴离子源后在室温下就可以发生阴离子交换，且交换的时间很短。如果阴离子交换的过程发生在溶液中，则这个过程可以在短短几分钟甚至几十秒内就可以完成。因此，制备铯铅卤钙钛矿纳米线异质结一直极具挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用卤化氢制备铯铅卤钙钛矿纳米线异质结的方法，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

本发明提供一种利用卤化氢制备铯铅卤钙钛矿纳米线异质结的方法，所述铯铅卤钙钛矿纳米线结构简式为CsPb(X_1-mY_m)₃；其中，X和Y为不同的元素，X和Y分别是Cl、Br或I中的一种；

将1-十八烯、油酸和碳酸铯混合，得到油酸铯前驱体溶液；

将1-十八烯、油胺、辛胺和卤化铅混合，得到含铅的混合溶液；

将油酸铯前驱体溶液加入到含铅的混合溶液中，反应后得到纳米线；

冰浴冷却离心后将纳米线沉淀分散到有机试剂中，得到纳米线分散液；

将纳米线分散液滴加到玻璃片上，使纳米线定向分布；

使用另一玻璃片覆盖住涂有纳米线分散液的玻璃片的部分，置于卤化氢气氛中，一段时间后纳米线暴露的部分完成阴离子交换形成铯铅卤钙钛矿纳米线异质结。

优选的，制备油酸铯前驱体溶液时，1-十八烯和油酸的体积比为1:10-1:13，碳酸铯在油酸铯前驱体溶液中的浓度为0.02-0.03g/mL。

优选的，在制备含铅的混合溶液时，卤化铅的浓度为0.09-0.2mmol/mL，油胺和1-十八烯的体积比为1:8-1:10，辛胺和1-十八烯的体积比为1:40-1:80。

优选的，将油酸铯前驱体溶液加入到含铅的混合溶液中，得到纳米线包括：取油酸铯前驱体溶液注入含铅的混合溶液中，使得油酸铯和卤化铅的摩尔比为1:3-1:4；反应20-40min后冰浴迅速终止反应；按照纳米线溶液和乙酸乙酯的体积比为1:2-1:3加入乙酸乙酯进行离心；将离心得到的沉淀重新分散到有机试剂中，得到纳米线的浓度为50-100mg/mL。

优选的，将纳米线分散液滴加到玻璃片上，使纳米线定向分布包括：将纳米线分散液滴加到玻璃片C上，待80％的有机物挥发之后，用毛笔沿同一个方向轻刷3-5次使纳米线定向分布。