【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体材料与器件，尤其涉及一种控制发光波长的有机-无机杂化钙钛矿薄膜制备方法。
技术介绍
1、近年来，钙钛矿作为一种新一代的明星材料备受关注，特别是有机-无机杂化钙钛矿，它是一种由有机组分和无机组分在分子水平上自组装而形成的复合材料。该材料不仅保留了有机材料和无机材料所特有的优势还弥补了这两种材料各自的不足，具有光吸收系数大、载流子扩散长度长、载流子迁移率高等优点。截止目前，有机-无机杂化钙钛矿已被广泛应用于太阳能电池、光电探测器、发光二极管(led)等光电子器件领域。
2、与溶液法所制备的传统三维有机-无机杂化钙钛矿相比，准二维钙钛矿(通式：a2bn-1pbnx3n+1)的薄膜质量更好，缺陷态密度更低，湿度稳定性更高，再加上其天然的量子阱结构使其具有较强的量子限域效应，因此它的激子结合能较大，更容易产生辐射复合，所以准二维钙钛矿薄膜的发光效率较高，然而研究发现，准二维钙钛矿并非是单相的而是一种多相混合的复合材料，这种多相的混合结构导致钙钛矿在光、电激发下，能量会从小n相(宽带隙量子阱)传递到大n相(窄带隙量子阱)，而在传递过程中会造成能量损耗，还会在不同的n相上产生辐射复合而发光，因此基于准二维有机-无机杂化钙钛矿的发光二极管的发光波长几乎无法控制，不利于提高器件的发光效率。因此，想要开发可应用于发光二极管的高效、稳定的准二维有机-无机杂化钙钛矿材料，仍面临着一个重要挑战。
3、专利技术人发现，截至目前，解决上述问题相对有效的方法是表面钝化；表面钝化是钙钛矿钝化分子与钙钛矿材料本身发生化学
4、综上，目前，准二维有机-无机杂化钙钛矿还存在相分离严重、载流子在不同n相之间传递效率低以及发光波长不可控的问题。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决上述问题，提出了一种控制发光波长的有机-无机杂化钙钛矿薄膜制备方法，通过改变钙钛矿薄膜的结晶质量，可以抑制相分离并促进载流子在不同n相钙钛矿之间高效的传递，能够控制多相混合的准二维钙有机-无机杂化钛矿材料的发光波长，该方法成本较低、操作简单。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种控制发光波长的有机-无机杂化钙钛矿薄膜制备方法，采用如下技术方案：
3、一种控制发光波长的有机-无机杂化钙钛矿薄膜制备方法，包括：
4、对预设摩尔比的碘化铅、甲胺氢碘酸以及苯乙胺氢碘酸进行混合，得到混合晶体粉末；向混合晶体粉末中加入一种溶剂，得到前驱体溶液；
5、对前驱体溶液进行磁力搅拌，得到准二维有机-无机杂化钙钛矿前驱体溶液；
6、将准二维有机-无机杂化钙钛矿前驱体溶液旋涂在玻璃衬底上，得到准二维有机-无机杂化钙钛矿薄膜；
7、其中，在旋涂过程中，先采用第一预设转速旋涂第一预设时长后，再采用第二预设转速旋涂第二预设时长，第一预设转速小于第二预设转速。
8、进一步的，溶剂采用n，n-二甲基甲酰胺。
9、进一步的，碘化铅、甲胺氢碘酸和苯乙胺氢碘酸的摩尔比例为3：2：2。
10、进一步的，加入预设体积的溶剂，得到浓度范围为0.1mol/l-1mol/l的前驱体溶液。
11、进一步的，磁力搅拌的转速为1000r/min，搅拌时间为1h-2h。
12、进一步的，磁力搅拌时的反应温度为60℃。
13、进一步的，第一预设转速为1000r/min，第一预设时长为10s，第二预设转速为5000r/min-6000r/min，第二预设时长为60s。
14、进一步的，旋涂50s-60s后加入氯苯。
15、进一步的，旋涂前对玻璃衬底进行处理，包括：
16、将玻璃衬底放入玻璃清洗液和去离子水混合液中煮30min-50min，玻璃清洗液和去离子水的混合比例为1：5；然后用比例为1：5的玻璃清洗液和去离子水混合液将玻璃衬底用刷子刷洗干净，再依次用去离子水、乙醇和乙醇溶液各自超声20min-30min；最后用氮气吹干待用。
17、进一步的，对准二维有机-无机杂化钙钛矿薄膜进行退火处理，退火温度为100℃，退火时间为10min。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
19、1、本专利技术对预设摩尔比的碘化铅、甲胺氢碘酸以及苯乙胺氢碘酸进行混合，得到混合晶体粉末；向混合晶体粉末中加入一种溶剂，得到前驱体溶液；对前驱体溶液进行磁力搅拌，得到准二维有机-无机杂化钙钛矿前驱体溶液；将准二维有机-无机杂化钙钛矿前驱体溶液旋涂在玻璃衬底上，得到准二维有机-无机杂化钙钛矿薄膜；通过对碘化铅、甲胺氢碘酸以及苯乙胺氢碘酸进行混合，得到混合晶体粉末，以及旋涂过程中，先采用较低的第一预设转速进行旋涂，再采用较高的第二预设转速进行旋涂，通过控制钙钛矿薄膜的晶体结构，以及定制载流子分离动力学，可以抑制相分离并促进载流子在不同n相钙钛矿之间高效的传递，能够控制多相混合的准二维钙有机-无机杂化钛矿材料的发光波长；
20、2、本专利技术中在混合晶体粉末中加入一种溶剂即可得到前驱体溶液，较现有技术中通过多种溶剂与混合晶体粉末混合的方式相比，减少了对溶剂种类的需求，在一定程度上可以降低工艺复杂度以及准备溶剂带来的时间成本和其他投入成本；
21、3、与现有的抑制准二维有机-无机杂化钙钛矿材料相分离的方法相比，本专利技术的不会改变钙钛矿材料原有的结构，不影响对不同n相的准二维钙钛矿材料基础物理性质的研究；
22、4、本专利技术无需在惰性气体中操作，在空气中即可实施完成，通过控制钙钛矿薄膜的晶体结构，定制载流子分离动力学，进而控制准二维钙钛矿的发光波长，制备方法简单，成本较低；
23、5、本专利技术得到了表面形貌平滑的高质量准二维有机-无机杂化钙钛矿薄膜，在薄膜内部，相分离被有效抑制，不同n相之间的载流子传递非常高效，实现了准二维钙钛矿材料的可控发射，促进了其在发光二极管中的应用。
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1.一种控制发光波长的有机-无机杂化钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种控制发光波长的有机-无机杂化钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，溶剂采用N，N-二甲基甲酰胺。
3.如权利要求1所述的一种控制发光波长的有机-无机杂化钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，碘化铅、甲胺氢碘酸和苯乙胺氢碘酸的摩尔比例为3：2：2。
4.如权利要求1所述的一种控制发光波长的有机-无机杂化钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，加入预设体积的溶剂，得到浓度范围为0.1mol/L-1mol/L的前驱体溶液。
5.如权利要求1所述的一种控制发光波长的有机-无机杂化钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，磁力搅拌的转速为1000r/min，搅拌时间为1h-2h。
6.如权利要求5所述的一种控制发光波长的有机-无机杂化钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，磁力搅拌时的反应温度为60℃。
7.如权利要求1所述的一种控制发光波长的有机-无机杂化钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，第一预设转速为1000r/min，第一预设时长为10s，第二预设转速
8.如权利要求7所述的一种控制发光波长的有机-无机杂化钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，旋涂50s-60s后加入氯苯。
9.如权利要求1所述的一种控制发光波长的有机-无机杂化钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，旋涂前对玻璃衬底进行处理，包括：
10.如权利要求1所述的一种控制发光波长的有机-无机杂化钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，对准二维有机-无机杂化钙钛矿薄膜进行退火处理，退火温度为100℃，退火时间为10min。
...【技术特征摘要】
1.一种控制发光波长的有机-无机杂化钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种控制发光波长的有机-无机杂化钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，溶剂采用n，n-二甲基甲酰胺。
3.如权利要求1所述的一种控制发光波长的有机-无机杂化钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，碘化铅、甲胺氢碘酸和苯乙胺氢碘酸的摩尔比例为3：2：2。
4.如权利要求1所述的一种控制发光波长的有机-无机杂化钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，加入预设体积的溶剂，得到浓度范围为0.1mol/l-1mol/l的前驱体溶液。
5.如权利要求1所述的一种控制发光波长的有机-无机杂化钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，磁力搅拌的转速为1000r/min，搅拌时间为1h-2h。
6.如权利要求5所述的一种控制发光波长的有机-...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玉暖，刘建翔，李绍鹏，赵志鹏，刘昱君，李杨，刘欣，殷艳华，
申请(专利权)人：山东省科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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