[发明专利]一种空气中制备高性能近红外钙钛矿薄膜的方法

权利要求书

1.一种空气中制备钙钛矿薄膜的方法，其特征在于：所述钙钛矿薄膜的制备方法包括四步：(1)衬底的准备和钙钛矿前驱体溶液的配制；(2)反溶剂的掺杂及配制；(3)使用旋涂法将钙钛矿旋涂在衬底上；(4)退火结晶形成钙钛矿薄膜；所述反溶剂中的掺杂材料为六氟磷酸四丁胺及聚甲基丙烯酸甲酯。

2.根据权利要求1所述一种空气中制备钙钛矿薄膜的方法，其特征在于：

所述衬底的准备具体为：将衬底切割成方形衬底，并使用RCA清洗法对其进行清洗，后烘干；

所述钙钛矿前驱体溶液的配制：将单价阳离子卤化物与铅卤化物和/或锡卤化物粉末一并溶于N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜混合溶液中，并通过磁力搅拌或超声使其快速溶解，所得钙钛矿前驱体溶液中单价阳离子卤化铅和/或锡的浓度为0.2～1M；

所述反溶剂的掺杂及配制：将六氟磷酸四丁胺和2％PMMA氯苯溶液一并加入反溶剂中，并通过磁力搅拌或超声使其混合均匀，所得溶液的掺杂浓度分别为：六氟磷酸四丁胺0.1～0.7mg/ml和PMMA0.1％～0.4％；

所述钙钛矿薄膜的旋涂使用两步旋涂法，在第二步完成前9～11s时滴加已掺杂的反溶剂；

所述退火结晶具体为：将旋涂完成的衬底转移至热台上退火结晶形成钙钛矿薄膜。

3.根据权利要求2所述一种空气中制备钙钛矿薄膜的方法，其特征在于：所述反溶剂为甲苯、氯苯、二氯甲烷、乙酸乙酯或乙醚中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述一种空气中制备钙钛矿薄膜的方法，其特征在于：所述N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的体积比为9：1。

5.根据权利要求2所述一种空气中制备钙钛矿薄膜的方法，其特征在于：所述衬底为ITO或FTO导电玻璃衬底、p型硅、n型硅、二氧化硅、柔性衬底或石墨烯中的一种。

6.根据权利要求2所述一种空气中制备钙钛矿薄膜的方法，其特征在于：所述两步旋涂法具体方法为：在衬底上滴加钙钛矿前驱体溶液，其中第一步旋涂时长9～11s，旋涂速度为950～1100rpm，第二步旋涂时长为19～21s，旋涂速度为4900～5100rpm。

7.根据权利要求2所述一种空气中制备钙钛矿薄膜的方法，其特征在于：所述退火结晶的温度为95～105℃，退火时间为9～11min，完成后得到结晶良好的、在空气环境中可以长时间稳定保存的钙钛矿薄膜。

8.一种钙钛矿结晶材料，其特征在于，由权利要求1～7中任一项所述空气中制备钙钛矿薄膜的方法退火结晶形成，所述钙钛矿结晶材料的通式为ABX₃，其中A为单价阳离子，B为二价金属阳离子，X为卤素阴离子。

9.根据权利要求8中所述一种钙钛矿结晶材料，其特征在于，所述单价阳离子为Rb⁺、Na⁺、K⁺、Cs⁺、(NH₂)₂CH⁺或CH₃NH₃⁺中的一种或多种；其中二价金属阳离子为Pb²⁺和/或Sn²⁺；所述卤素阴离子为Cl^-、Br^-和I^-中的一种或多种。