本发明专利技术涉及基于钙钛矿Cs3Bi2Br9的湿度传感器及其制备方法，属于湿度传感器技术领域。本发明专利技术采用溶液法制备了全无机Cs3Bi2Br9无铅钙钛矿颗粒，再采用全无机Cs3Bi2Br9无铅钙钛矿颗粒制备出双钙钛矿湿度传感器。本发明专利技术湿度传感器对湿度的变化反应很灵敏，获得了较快的响应速度，且响应范围宽，湿敏探测器具有高度稳定长期工作并具有快速响应时间。定长期工作并具有快速响应时间。
【技术实现步骤摘要】
60滴/min。
[0013]所述步骤(1)退火处理温度为70-90℃，退火时间为3-7h。
[0014]所述步骤(2)Cs3Bi2Br9颗粒分散液中Cs3Bi2Br9颗粒质量浓度为0.3g/ml-0.7g/ml。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016](1)本专利技术高稳定Cs3Bi2Br9无铅钙钛矿颗粒为微米级，具有很大的比表面积，应用于湿度传感器件，对湿度的变化反应很灵敏，获得较快的响应速度，且响应范围宽；
[0017](2)本专利技术高稳定Cs3Bi2Br9无铅钙钛矿颗粒具有均匀的表面形貌和较好的结晶性能；
[0018](3)本专利技术基于钙钛矿Cs3Bi2Br9的湿度传感器具有高度稳定长期工作并具有快速响应时间。
附图说明
[0019]图1为基于钙钛矿Cs3Bi2Br9的湿度传感器的结构示意图，图中，1-基底、2-叉指电极、3-钙钛矿Cs3Bi2Br9层；
[0020]图2为钙钛矿Cs3Bi2Br9结构图；
[0021]图3为实施例1制备钙钛矿Cs3Bi2Br9颗粒的XRD图谱；
[0022]图4为实施例1制备的Cs3Bi2Br9的SEM图；
[0023]图5为实施例1基于钙钛矿Cs3Bi2Br9的湿度传感器不同湿度下的时间-电流响应曲线；
[0024]图6为实施例1基于钙钛矿Cs3Bi2Br9的湿度传感器高湿度下循环时间-电流响应曲线；
[0025]图7为实施例1基于钙钛矿Cs3Bi2Br9的湿度传感器高湿度下的响应时间和恢复时间曲线；
[0026]图8为实施例1基于钙钛矿Cs3Bi2Br9的湿度传感器长期放置X射线衍射图；
[0027]图9为实施例1基于钙钛矿Cs3Bi2Br9的湿度传感器长期放置不同湿度下的阻值变化图。
具体实施方式
[0028]下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。
[0029]如图1所示，基于钙钛矿Cs3Bi2Br9的湿度传感器包括衬底、Cs2TeCl6无铅钙钛矿层和叉指电极，衬底上依次为叉指电极和Cs2TeCl6无铅钙钛矿层，衬底可选玻璃衬底，叉指电极可选钴镍叉指电极；
[0030]钙钛矿Cs3Bi2Br9结构图见图2，从图2可知，测得颗粒的衍射峰和各个晶面与标准卡片44-0714相一致，证明Cs3Bi2Br9物质为纯相。
[0031]实施例1：一种全无机无铅双钙钛矿湿度传感器的制备方法，具体步骤如下：
[0032](1)将CsBr加入到二甲基亚砜A中，在温度为80℃下反应得到溶液A；BiBr3加入到二甲基亚砜B中，在温度为80℃下反应得到溶液B；将溶液B逐滴滴入溶液A中得到溶液C，将溶液C逐滴滴入无水乙醇中并在温度为80℃、搅拌速率为700r/min下搅拌反应10min，以
3000r/min的转速离心分离，采用无水乙醇洗涤固体至洗涤液为中性得到全无机的无铅双钙钛矿Cs3Bi2Br9颗粒，无铅双钙钛矿Cs3Bi2Br9颗粒置于温度为70℃下进行退火处理3h得到退火无铅双钙钛矿Cs3Bi2Br9颗粒；其中CsBr与二甲基亚砜A的固液比g:mL为1:5，BiBr3与二甲基亚砜B的固液比g:mL为1:5；溶液B逐滴滴入的速率为30滴/min，溶液C逐滴滴入的速率为30滴/min；
[0033](2)将步骤(1)退火无铅双钙钛矿Cs3Bi2Br9颗粒加入至无水乙醇中，搅拌条件下分散均匀得到Cs3Bi2Br9颗粒分散液，Cs3Bi2Br9颗粒分散液滴在叉指电极上，再置于温度为70℃下退火处理10min即得Cs3Bi2Br9无铅钙钛矿湿度传感器；
[0034]本实施例钙钛矿Cs3Bi2Br9颗粒的XRD图谱见图3，从图3可知，钙钛矿Cs3Bi2Br9颗粒为立方结构，衍射峰比较尖锐，说明钙钛矿Cs3Bi2Br9结晶性非常好；
[0035]Cs3Bi2Br9颗粒的SEM图见图4，从图4可知，Cs3Bi2Br9颗粒的表面形貌图尺寸均一，具有比较大的比表面积；
[0036]基于钙钛矿Cs3Bi2Br9的湿度传感器不同湿度下的时间-电流响应曲线见图5，即在电极两端加0.1伏的外加电压，测量湿度范围从5％变化到90％的实时时间电流变化曲线，电流随湿度的增加而增大，且湿度的变化趋势与电流的变化趋势几乎一致；
[0037]基于钙钛矿Cs3Bi2Br9的湿度传感器高湿度下循环时间-电流响应曲线见图6，钙钛矿Cs3Bi2Br9的湿度传感器的循环性能优异；
[0038]基于钙钛矿Cs3Bi2Br9的湿度传感器高湿度下的响应时间和恢复时间曲线见图7，传感器的电流对湿度的变化响应速度非常快，器件的响应时间6.7秒，恢复时间为4.3秒，明显优于市面上常见的陶瓷基以及铅基钙钛矿材料基的湿度传感器；
[0039]基于钙钛矿Cs3Bi2Br9的湿度传感器长期放置X射线衍射图见图8，从图中可以知道放置40天的湿敏探测器的XRD仍能保持稳定的相结构，样品衍射峰保持一致，证明湿敏探测器具有长期放置的稳定性；
[0040]基于钙钛矿Cs3Bi2Br9的湿度传感器长期放置不同湿度下的阻值变化图见图9，可以看出随着环境湿度的增加，湿敏探测器的阻值逐渐下降；放置35天后可以看出湿敏探测器的阻值没有发生显著的变化，故材料具有优越的稳定性。
[0041]实施例2：一种全无机无铅双钙钛矿湿度传感器的制备方法，具体步骤如下：
[0042](1)将CsBr加入到二甲基亚砜A中，在温度为120℃下反应得到溶液A；BiBr3加入到二甲基亚砜B中，在温度为120℃下反应得到溶液B；将溶液B逐滴滴入溶液A中得到溶液C，将溶液C逐滴滴入无水乙醇中并在温度为100℃、搅拌速率为700r/min下搅拌反应50min，以3000r/min的转速离心分离，采用无水乙醇洗涤固体至洗涤液为中性得到全无机的无铅双钙钛矿Cs3Bi2Br9颗粒，无铅双钙钛矿Cs3Bi2Br9颗粒置于温度为90℃下进行退火处理7h得到退火无铅双钙钛矿Cs3Bi2Br9颗粒；其中CsBr与二甲基亚砜A的固液比g:mL为1:2，BiBr3与二甲基亚砜B的固液比g:mL为1:2；溶液B逐滴滴入的速率为60滴/min，溶液C逐滴滴入的速率为60滴/min；
[0043](2)将步骤(1)退火无铅双钙钛矿Cs3Bi2Br9颗粒加入至无水乙醇中，搅拌条件下分散均匀得到Cs3Bi2Br9颗粒分散液，Cs3Bi2Br9颗粒分散液旋涂在叉指电极上，再置于温度为90℃下退火处理50min即得Cs3Bi2Br9无铅钙钛矿湿度传感器；
[0044]基于钙钛矿Cs3Bi2Br9的湿度传感器不同湿度下的时间-电流响应曲线即在电极两
端加0.1伏的外加电压，测量湿度范围从5％变化到90％的实时时间电流变化曲线可知，电流随湿度的增加而增大，且湿度的变化趋势与电流的变化趋势几乎一致；
[0045]基于钙钛矿Cs3Bi2Br9的湿度传感器高湿度下循环时间-电流响应曲本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于钙钛矿Cs3Bi2Br9的湿度传感器，其特征在于：包括衬底，衬底上设置有叉指电极；Cs3Bi2Br9无铅钙钛矿薄膜层，Cs3Bi2Br9无铅钙钛矿薄膜层设置在叉指电极上。2.权利要求1所述基于钙钛矿Cs3Bi2Br9的湿度传感的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)将CsBr加入到二甲基亚砜A中，在温度为80-120℃下反应得到溶液A；BiBr3加入到二甲基亚砜B中，在温度为80-120℃下反应得到溶液B；将溶液B逐滴滴入溶液A中得到溶液C，将溶液C逐滴滴入无水乙醇中并在温度为80-100℃下搅拌反应10-50min，离心分离，采用无水乙醇洗涤固体至洗涤液为中性得到全无机的无铅双钙钛矿Cs3Bi2Br9颗粒，无铅双钙钛矿Cs3Bi2Br9颗粒进行退火处理得到退火无铅双钙钛矿Cs3Bi2Br9颗粒；(2)将步骤(1)退火无铅双钙钛矿Cs3Bi2Br9颗粒加入至无水乙醇中，搅拌条件下分散均匀得到Cs3Bi2Br9颗粒分散液，Cs3Bi2Br9颗粒分...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐旭辉，皮超杰，刘碧桃，余雪，吴涛，邱建备，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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