[发明专利]一种钙钛矿单晶的制备方法以及光电器件

权利要求书

1.一种钙钛矿单晶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

在基底上制备获得由多个间隔开布置的微沟道组成的微沟道阵列；

加热所述基底；

将钙钛矿前驱体溶液施加到所述微沟道阵列中；

在施加有所述钙钛矿前驱体溶液的基底上贴附软体刀片，并使所述软体刀片的底面至少能够完全覆盖所述微沟道阵列，且所述软体刀片紧密贴附在微沟道阵列表面，在软体刀片的底面和生长衬底之间形成密封的3D微通道；

控制所述软体刀片以预设速度从所述微沟道阵列的一端朝向另一端移动，以逐渐暴露出所述微沟道阵列，从而使得所述微沟道阵列内的所述钙钛矿前驱体溶液在所述软体刀片的头部结晶，并在所述微沟道阵列完全暴露出时结晶形成钙钛矿单晶阵列；

所述控制所述软体刀片以预设速度从所述微沟道阵列的一端朝向另一端移动，以逐渐暴露出所述微沟道阵列的步骤中，所述预设速度等于所述钙钛矿单晶结晶的速度；

所述在施加有所述钙钛矿前驱体溶液的基底上贴附软体刀片，并使所述软体刀片的底面至少完全覆盖所述微沟道阵列的步骤中，所述软体刀片的所述底面具有疏水性质，以避免所述微沟道阵列中的所述钙钛矿前驱体溶液粘附到所述软体刀片上。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在施加有所述钙钛矿前驱体溶液的基底上贴附软体刀片，并使所述软体刀片的底面至少完全覆盖所述微沟道阵列的步骤中，所述软体刀片的制备方法包括如下步骤：

将聚二甲基硅氧烷前驱体与固化剂按照预设比例混合并搅拌，获得混合溶液；

将所述混合溶液施加至具有预设形状的模板器皿中，利用所述模板器皿制备获得的软体刀片具有至少能够完全覆盖所述微沟道阵列的所述底面；

将与刮涂装置配套的螺纹杆固定在所述模板器皿中；

固化后获得带有所述螺纹杆的所述软体刀片。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述控制所述软体刀片以预设速度从所述微沟道阵列的一端朝向另一端移动，以逐渐暴露出所述微沟道阵列，包括如下步骤：

将所述软体刀片上的螺纹杆安装至所述刮涂装置上；

使得所述刮涂装置输出控制移动指令，以控制所述软体刀片以预设速度从所述微沟道阵列的一端朝向另一端移动，以逐渐暴露出所述微沟道阵列。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述在基底上制备获得由多个间隔开布置的微沟道组成的微沟道阵列，包括如下步骤：

清洗所述基底；

将SU-8光刻胶涂覆在所述基底上，并在100℃-150℃下加热1min-10min；

在具有所述SU-8光刻胶的所述基底上覆盖具有周期性阵列的掩膜版，并进行曝光、加热和显影，获得图案化光刻胶；

将所述图案化光刻胶继续曝光并加热，使其完全交联固化，以在所述基底上获得所述微沟道阵列。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述将SU-8光刻胶涂覆在所述基底上，并在100℃-150℃下加热1min-10min的步骤中，所述SU-8光刻胶涂覆在所述基底上的方法包括如下步骤：

以300rpm-800rpm的旋涂速度以及5s-15s的旋涂时间将所述SU-8光刻胶涂覆在所述基底上；

再以3000rpm-4000rpm的旋涂速度以及20s-40s的旋涂时间继续旋涂所述SU-8光刻胶。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述基底选择为玻璃基板、ITO/玻璃基板、SiO₂/Si晶圆中的一种。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述将钙钛矿前驱体溶液施加到所述微沟道阵列中的步骤中，所述钙钛矿前驱体溶液为碘铅甲胺-N,N-二甲基甲酰胺溶液。