钙钛矿薄膜及其前驱组合物、制备方法、半导体元件技术

一种钙钛矿薄膜，包括由[A][B][X]3·

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿薄膜及其前驱组合物、制备方法、半导体元件


[0001]本公开涉及一种用于光电转换元件的材料，尤其涉及一种具有钙钛矿型结构的薄膜及其制法、其前驱组合物及应用其的半导体元件。

技术介绍

[0002]随着材料科学及加工技术的蓬勃发展，钙钛矿型结构的材料因展现高光吸收能力、可调控带隙、高缺陷容忍度、良好的载子迁移率及可溶液加工性等优点，近年来在发光二极管(light-emitting diode)、激光(laser)及发光晶体管(light-emitting transistor)等半导体元件应用领域上皆备受关注。
[0003]目前的钙钛矿薄膜制备技术是以化学溶液沉积法方式所制得，但现有技术的配方在大面积成膜时存在有表面粗糙度高的问题，而难以精准控制其成膜均匀性及成膜品质，进而影响其制成的元件性能。
[0004]有鉴于此，有必要提出一种高稳定性的前驱物组合物，并借此沉积具有高度均匀性和低杂质生成的钙钛矿薄膜，以兼顾成膜质量及元件效能。

技术实现思路

[0005]本公开提供一种钙钛矿薄膜的制备方法，包括：以含分散剂及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿薄膜的制备方法，包括：以含分散剂及极性溶剂的混合溶剂分散或溶解钙钛矿前驱盐及冠醚类化合物，以配制前驱组合物，其中，所述分散剂选自由C
1-5
烷基醇、C
2-6
烷氧基醇及C
5-8
烷氧基烷基酯所组成组中的至少一种，所述极性溶剂选自由γ-丁内酯、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、1，3-二甲基丙撑脲及N-甲基吡咯烷酮所组成组的至少一者；以及将所述前驱组合物涂覆在经加热的基板上，以形成一钙钛矿薄膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述极性溶剂包括γ-丁内酯及二甲基亚砜，且所述γ-丁内酯与所述二甲基亚砜的体积比例为10∶1至1∶10。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述前驱组合物的配制方法包括：在含γ-丁内酯及二甲基亚砜的混合溶剂中分散或溶解所述钙钛矿前驱盐，形成第一溶液；在γ-丁内酯中溶解所述冠醚类化合物，形成第二溶液；以及经混合所述第一溶液及第二溶液后，添加所述分散剂，以得到所述前驱组合物。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿前驱盐包括具有化学式[A][X]的化合物及具有化学式[B][X]2的化合物；其中，[A]包含M1、M2及M3的一价阳离子；M1为经取代或未经取代的铵离子，M2为经取代或未经取代的脒离子，M3为选自由Cs
+
、Rb
+
、Li
+
及Na
+
所组成组的至少一碱金属离子，且上述M1、M2于经取代时的取代基为C
1-20
烷基或C
6-20
芳基；[B]为选自由Ca
2+
、Sr
2+
、Cd
2+
、Cu
2+
、Ni
2+
、Mn
2+
、Fe
2+
、Co
2+
、Pd
2+
、Ge
2+
、Sn
2+
、Pb
2+
、Yb
2+
及Eu
2+
所组成组中的至少一种二价阳离子；以及[X]为选自由F-、Cl-、Br-、I-、SCN-、OCN-所组成组中的至少两种一价阴离子。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述冠醚类化合物选自由12-冠醚-4、15-冠醚-5、18-冠醚-6、21-冠醚-7、24-冠醚-8及30-冠醚-10所组成组的至少一者，且所述冠醚类化合物在所述前驱组合物中的体积摩尔浓度为0.2至1.6mM。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述极性溶剂与所述分散剂的体积比例为4∶1至20∶1。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述涂覆包括狭缝式涂布、刮刀式涂布、气刀式涂布或喷墨式涂布。8.一种用于制备钙钛矿薄膜的前驱组合物，包括：混合溶剂，包含分散剂及极性溶剂，且所述分散剂选自由C
1-5
烷基醇、C
2-6
烷氧基醇及C
5-8
烷氧基烷基酯所组成组中的至少一种，所述极性溶剂选自由γ-丁内酯、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、1，3-二甲基丙撑脲及N-甲基吡咯烷酮所组成组的至少一者；以及分散或溶解于所述混合溶剂中的钙钛矿前驱盐及冠醚类化合物。9.根据权利要求8所述的前驱组合物，其特征在于，所述钙钛矿前驱盐包括具有化学式[A][X]的化合物及具有化学式[B][X]2的化合物；其中，[A]包含M1、M2及M3的一价阳离子；M1为经取代或未经取代的铵离子，M2为经取代或未经取代的脒离子，M3为选自由Cs
+
、Rb
+
、Li
+
及Na
+
所组成组的至少一碱金属离子，且上述M1、M2于经取代时的取代基为C
1-20
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国玮，童永樑，邱荣宾，邱培庭，吴世雄，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：