The invention discloses a method for preparing a continuous multilayer perovskite film based on seed-layer assisted growth. First, a single crystal or polycrystalline perovskite precursor film is prepared on the substrate, then a metal halide seed layer is prepared, and then a perovskite is obtained by combining the seed-layer material with the seed-layer material after the seed-layer assisted preparation. Continuous multilayer perovskite thin films were prepared by multiple repetitious seed layer and post growth film. By introducing a seed layer on the surface of a perovskite film and assisting the growth of a continuous multi-layer perovskite film based on the seed layer, the invention obtains a high quality continuous multi-layer perovskite film, reduces the density of defects inside and on the surface of the film, inhibits non-radiative recombination, improves the luminous quantum efficiency, and improves the device performance.
【技术实现步骤摘要】
一种基于种子层辅助生长的连续多层钙钛矿薄膜制备方法
本专利技术属于钙钛矿薄膜的制备及其应用领域,具体涉及一种基于种子层辅助生长的连续多层钙钛矿薄膜制备方法。
技术介绍
最近,具有ABX3结构的金属卤化物钙钛矿材料作为一类新型的半导体材料,在发光二极管、太阳能电池、激光器、探测器、记忆性电阻元件等领域显示出巨大潜力,备受产业和学术界的关注。以钙钛矿太阳能电池为代表,不到十年时间内,光电转换效率从2009年3.8%到目前最高的22.7%,达到了商业化的单晶硅电池水平。而限制器件效率进一步提升的关键要素则是钙钛矿薄膜的非辐射复合损失大,远低于直接带隙的GaAs半导体。因此,亟需开发一种高质量薄膜的制备方法。目前制备高质量薄膜的方法主要可分为两类:一类主要是在薄膜制备中引入添加剂和改变基底温度从而制备大晶粒薄膜,降低薄膜内部的缺陷密度,但是这种方法不能很好抑制薄膜表面复合;另一类是采用表面钝化的方式,在钙钛矿薄膜表面增加一层钝化层,消除薄膜表面的悬挂健。这种方法虽然能够减少表面缺陷,一定程度提高发光的量子效率,但是薄膜内部晶界仍存在较大缺陷态密度。因此,这两种现有的技术手段不能同时减低钙钛矿薄膜晶界和表面的缺陷,导致薄膜的非辐射复合依然很大。相对于带隙而言,能量损耗在0.50~0.70eV,导致发光的内量子效率远低于GaAs的99.7%。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足,本专利技术提供一种基于种子层辅助生长的连续多层钙钛矿薄膜制备方法,在已制备好的钙钛矿薄膜的基础上,在钙钛矿薄膜表面引入种子层,基于种子层辅助生长连续多层钙钛矿薄膜,从而制备高品质薄膜,降低薄 ...
【技术保护点】
1.一种连续多层钙钛矿薄膜的制备方法,包括以下步骤:1)在基底上制备单晶或多晶钙钛矿前驱薄膜;2)在单晶或多晶钙钛矿前驱薄膜上制备金属卤化物种子层;3)基于种子层辅助制备后生长薄膜,通过与种子层材料的配合得到钙钛矿薄膜;4)多次重复步骤2)和步骤3)制备得到连续多层钙钛矿薄膜。
【技术特征摘要】
1.一种连续多层钙钛矿薄膜的制备方法,包括以下步骤:1)在基底上制备单晶或多晶钙钛矿前驱薄膜;2)在单晶或多晶钙钛矿前驱薄膜上制备金属卤化物种子层;3)基于种子层辅助制备后生长薄膜,通过与种子层材料的配合得到钙钛矿薄膜;4)多次重复步骤2)和步骤3)制备得到连续多层钙钛矿薄膜。2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述基底为透明基底或非透明基底,选自:ITO透明电极、FTO透明电极、金属纳米线/氧化物混合透明电极、氧化物/金属/氧化物多级结构透明电极、多级结构的合金透明电极、金属电极、碳材料电极、透明电极/有机材料双层结构、透明电极/无机材料双层结构、透明电极/有机-无机杂化复合材料的双层结构、单基板、硅片、半成品或成品硅太阳能电池、半成品或成品铜锌锡硫太阳能电池、半成品或成品铜铟镓锡太阳能电池中的一种或多种。3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述单晶或多晶钙钛矿前驱薄膜具有ABX3化学结构,其中A为烷基胺、烷基脒和碱族离子中的至少一种;B为正二价金属离子中的至少一种;X是溴离子、碘离子、氯离子和硫氰根离子中一种或多种。4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)制备种子层的金属卤化物化学式为MW2,其中M为正二价金属离子中一种或多种,W为卤族离子中的一种或多种。5.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,M选自下列二价金属离子中的至少一种:Pb2+、Sn2+、Cu2+、Ti2+、Ag2+、Bi2+、Ge2+、Ni2+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Cr2+、Pd2+、Eu2+和Yb2+;W选自下列卤族离子中的至少一种:Br-、I-、Cl-和F-。6.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱瑞,罗德映,杨文强,龚旗煌,
申请(专利权)人:北京大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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