锡基钙钛矿薄膜的制备方法及其在光电器件中应用技术

本发明专利技术公开了一种锡基钙钛矿薄膜的制备方法，该锡基钙钛矿薄膜的制备方法，包括：利用卤化锡与卤化铯的混合溶液以及有机胺盐，配制得到锡基钙钛矿前驱液；利用锡基钙钛矿前驱液，在预先刻蚀处理过的玻璃片上进行旋涂，得到目标锡基钙钛矿薄膜。本发明专利技术还公开了锡基钙钛矿薄膜在光电器件中的应用。钛矿薄膜在光电器件中的应用。钛矿薄膜在光电器件中的应用。

【技术实现步骤摘要】
锡基钙钛矿薄膜的制备方法及其在光电器件中应用


[0001]本专利技术涉及光电材料与器件
，尤其涉及锡基钙钛矿薄膜的制备方法及其在光电器件中的应用。

技术介绍

[0002]离子移动现象是造成卤化物钙钛矿光电器件性能衰减和不稳定性的重要原因，这种现象在有机无机杂化钙钛矿、全无机钙钛矿、低维钙钛矿以及无铅双钙钛矿中都广泛存在。在单卤素钙钛矿中，离子移动会导致钙钛矿层的分解以及电流
‑
电压曲线的回滞现象。在混合卤素钙钛矿中，离子移动会造成严重的相分离，导致钙钛矿发光光谱的红移。
[0003]对于光伏器件而言，电池的最大开路电压被限制在带隙更小的富I区域，而且卤化物的移动也会使得电流出现滞后，导致器件效率与稳定性受限。对于钙钛矿发光二极管(LED)而言，相分离会使得发光波长固定在富I区域发出的近红外区，无法实现发光波长的可调性。因此，有必要解决钙钛矿光电器件的不稳定性问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术主要目的在于提供一种锡基钙钛矿薄膜的制备方法及其在光电器件中的应用，以期至少部分地解决上述提及的技术问题之一。
[0005]作为本专利技术的一方面，提供了一种锡基钙钛矿薄膜的制备方法，包括：
[0006]利用卤化锡与卤化铯的混合溶液以及有机胺盐，配制得到锡基钙钛矿前驱液；
[0007]利用锡基钙钛矿前驱液，在预先刻蚀处理过的玻璃片上进行旋涂，得到目标锡基钙钛矿薄膜。
[0008]根据本专利技术的实施例，还包括：
[0009]在旋涂的过程中，在预设时间内滴加反溶剂，得到初始锡基钙钛矿薄膜，其中，反溶剂为与锡基钙钛矿前驱液中溶剂起相反溶解作用的溶剂；
[0010]对初始锡基钙钛矿薄膜进行退火处理得到目标锡基钙钛矿薄膜。
[0011]根据本专利技术的实施例，在利用卤化锡、卤化铯的混合溶液以及有机胺盐，配制得到锡基钙钛矿前驱液之后，还包括：
[0012]向锡基钙钛矿前驱液中加入氧化抑制剂。
[0013]根据本专利技术的实施例，其中，氧化抑制剂包括氟化锡；
[0014]氧化抑制剂与锡基钙钛矿前驱液的摩尔比为1：9～3：7。
[0015]根据本专利技术的实施例，其中，旋涂的转速为4000～6000r/min。
[0016]根据本专利技术的实施例，其中，混合溶液包括：碘化锡、溴化锡、碘化铯和溴化铯。
[0017]根据本专利技术的实施例，其中，有机胺盐包括PEAI
x
Br1‑
x
长链有机胺盐，0<x<1；
[0018]有机胺盐与混合溶液的摩尔比为1：4～2：3。
[0019]作为本专利技术的另一个方面，还提供了一种锡基钙钛矿薄膜在光电器件中的应用。
[0020]根据本专利技术的实施例，其中，光电器件包括：锡基钙钛矿发光二极管器件。
[0021]根据本专利技术的实施例，其中，锡基钙钛矿发光二极管器件的制备方法包括：
[0022]提供一透明导电材料；
[0023]在透明导电材料上制备空穴传输层衬底；
[0024]利用旋涂法，在空穴传输层衬底上，制备锡基钙钛矿薄膜；
[0025]在钙钛矿薄膜上依次制备电子传输层、阻挡层和金属电极，得到锡基钙钛矿发光二极管器件。
附图说明
[0026]图1示意性示出了根据本专利技术实施例的锡基钙钛矿薄膜的制备方法的流程图；
[0027]图2(a)示意性示出了根据本专利技术实施例的锡基钙钛矿薄膜在光照前后的荧光光谱图；
[0028]图2(b)示意性示出了根据本专利技术对照例的铅基钙钛矿薄膜在光照前后的荧光光谱图；
[0029]图3(a)示意性示出了根据本专利技术实施例的锡基钙钛矿薄膜在光照前后的吸收光谱图；
[0030]图3(b)示意性示出了根据本专利技术对照例的铅基钙钛矿薄膜在光照前后的吸收光谱图；
[0031]图4(a)示意性示出了根据本专利技术实施例的锡基钙钛矿薄膜在光照前后的XRD图；
[0032]图4(b)示意性示出了根据本专利技术对照例的铅基钙钛矿薄膜在光照前后的XRD图；
[0033]图5示意性示出了根据本专利技术实施例的横向器件的结构示意图；
[0034]图6(a)示意性示出了根据本专利技术实施例的利用锡基钙钛矿薄膜得到的横向器件在电场极化前后的荧光变化示意图；
[0035]图6(b)示意性示出了根据本专利技术对比例的利用铅基钙钛矿薄膜得到的横向器件在电场极化前后的荧光变化示意图；
[0036]图7(a)示意性示出了根据本专利技术实施例的锡基钙钛矿薄膜的XPS能谱图；
[0037]图7(b)示意性示出了根据本专利技术对比例的铅基钙钛矿薄膜的XPS能谱图；
[0038]图8(a)示意性示出了根据本专利技术实施例的锡基钙钛矿发光二极管器件结构示意图；
[0039]图8(b)示意性示出了根据本专利技术对比例的铅基钙钛矿发光二极管器件结构示意图；
[0040]图9示意性示出了根据本专利技术实施例的锡基钙钛矿发光二极管器件在恒定电压下的电致发光光谱图；
[0041]图10示意性示出了根据本专利技术对比例的铅基钙钛矿发光二极管器件在恒定电压下的电致发光光谱图。
[0042]【附图标记】
[0043]1‑
玻璃衬底；2
‑
钙钛矿薄膜；3
‑
电极。
具体实施方式
[0044]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照
附图，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0045]下面示意性举例说明锡基钙钛矿薄膜的制备方法及其在光电器件中的应用。需要说明的是，该举例说明只是本专利技术的具体实施例，并不能限制本专利技术的保护范围。
[0046]抑制和阻止卤化物钙钛矿中的离子移动是钙钛矿光电器件中必须解决的问题。目前抑制离子移动的方法多是通过钝化缺陷，这种方法不能完全抑制钙钛矿中的离子移动，在外部光照和电场的诱导下，混合卤素钙钛矿依旧发生了相分离。
[0047]基于此，本专利技术提供了一种锡基钙钛矿薄膜的制备方法，通过使用与卤素能形成更强作用的金属锡代替常用的金属铅，阻止卤素离子的移动，解决混合卤素钙钛矿LED相分离问题。
[0048]图1示意性示出了根据本专利技术实施例的锡基钙钛矿薄膜的制备方法的流程图。
[0049]如图1所示，本实施例提供的锡基钙钛矿薄膜的制备方法包括操作S101～操作S102。
[0050]在操作S101，利用卤化锡与卤化铯的混合溶液以及有机胺盐，配制得到锡基钙钛矿前驱液。
[0051]根据本专利技术的实施例，混合溶液可以包括：碘化锡(SnI2)、溴化锡(SnBr2)、碘化铯(CsI)和溴化铯(CsBr)。混合溶液的溶剂可以包括二甲基亚砜。
[0052]根据本专利技术的实施例，有机胺盐可以包括PEAI
x
Br1‑
x
长链有机胺盐，0&lt本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锡基钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，包括：利用卤化锡与卤化铯的混合溶液以及有机胺盐，配制得到锡基钙钛矿前驱液；利用所述锡基钙钛矿前驱液，在预先刻蚀处理过的玻璃片上进行旋涂，得到目标锡基钙钛矿薄膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，还包括：在旋涂的过程中，在预设时间内滴加反溶剂，得到初始锡基钙钛矿薄膜，其中，所述反溶剂为与所述锡基钙钛矿前驱液中溶剂起相反溶解作用的溶剂；对所述初始锡基钙钛矿薄膜进行退火处理得到所述目标锡基钙钛矿薄膜。3.根据权利要求1所述的制备方法，在所述利用卤化锡、卤化铯的混合溶液以及有机胺盐，配制得到锡基钙钛矿前驱液之后，还包括：向所述锡基钙钛矿前驱液中加入氧化抑制剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述氧化抑制剂包括氟化锡；所述氧化抑制剂与所述锡基钙钛矿前驱液的摩尔比为1：9～3：7。5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述旋涂的转速为4000～600...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖正国，陈文静，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：