[发明专利]双配体材料提高CsPbIBr2

说明书

本发明涉及一种双配体材料提高CsPbIBr₂多晶膜质量以降低CsPbIBr₂探测器暗电流的方法，特别的是，通过双配体材料在相对湿度低于60％的大气环境下制备出结构稳定、表面平整的CsPbIBr₂多晶膜，成功降低其探测器暗电流。基于本发明制备的CsPbIBr₂多晶膜适用于紫外光电探测技术领域，并有望进一步应用于X射线探测器技术领域。本发明利用两种配体材料，通过对两种配体材料在钙钛矿前驱体混合溶液中的比例调控以及采用制备多晶膜的喷涂法，在大气环境下制备出结构稳定、表面平整的CsPbIBr₂多晶膜，降低了其探测器的暗电流并提高了光响应。本发明方法工艺简单，操作方便，成本低廉，适于工业生产。

技术领域

本发明涉及一种双配体材料提高CsPbIBr₂多晶膜质量以降低CsPbIBr₂探测器暗电流的方法，特别的是，通过双配体材料在相对湿度低于60％的大气环境下制备出结构稳定、表面平整的CsPbIBr₂多晶膜，成功降低其探测器暗电流，广泛应用于紫外光电探测领域中，并有望进一步应用于X射线探测器技术领域。

背景技术

有机无机杂化钙钛矿材料因其较宽的光谱吸收、高载流子迁移率、较小的激子结合能以及较长的载流子扩散长度等光电性质在短短的几年内引起了学术界广泛关注。钙钛矿材料在探测器领域中的应用得到了飞速发展，无数科研人员宵衣旰食，努力寻找材料的稳定性和器件性能的平衡点。目前全无机钙钛矿材料CsPbX₃材料因其较好热稳定性、湿度稳定性，已经被制备成晶体、多晶膜和纳米晶体，应用于光电探测器中。

在众多CsPbX₃钙钛矿结构中，卤素离子混合的CsPbIBr₂可以实现在相稳定和光捕获能力之间实现平衡，在不牺牲捕获光子能力的同时，有着更好的湿度稳定性和温度稳定性。但迄今为止，基于CsPbIBr₂材料的制备过程大多都局限于氮气的保护氛围中，极大限制了其商业化应用。

因此，很有必要寻找一种在大气环境中制备稳定CsPbIBr₂材料的方法。其中热喷涂法制备多晶膜具有简单，可控制和可操作性等优点。但是如何生长出结构稳定、表面平整的钙钛矿膜是制备探测器的关键。为了解决这一关键问题，配体材料被应用到钙钛矿前驱体溶液中。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明通过优化钙钛矿前驱体溶液，本发明涉及一种双配体材料提高CsPbIBr₂多晶膜质量以降低CsPbIBr₂探测器暗电流的方法。本发明方法工艺简单，操作方便，成本低廉，适于工业生产。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

通过在CsPbIBr₂前驱体混合溶液中添加两种配体材料：卵磷脂和硫氰酸铵。最终在相对湿度不高于60％的大气环境下，制备出结构稳定、表面平整的CsPbIBr₂多晶膜并将其成功应用于紫外光电探测领域，该方法有望进一步应用于X射线探测领域。

优选地，本发明制备方法，包括如下步骤：

(1)工艺环境选取：

控制大气环境相对湿度不高于60％；

(2)衬底预处理：

将氧化铟锡(ITO)导电玻璃衬底分别在丙酮、乙醇、去离子水中各超声清洗至少15min；然后使氧化铟锡衬底通过氮气吹干后，再进行紫外臭氧预处理至少15min，得到能浸润前驱体溶液的洁净的氧化铟锡衬底，提高衬底与前驱体溶液之间的浸润性；

(3)配体材料溶液制备：

取设定量卵磷脂溶解于无水乙醇中，室温搅拌至少5h后，待用，作为配体材料1；