【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，具体涉及一种透气柔性容器促进钙钛矿单晶生长的方法、x射线探测器。
技术介绍
1、钙钛矿是性能优异的半导体光电材料，其应用领域涵盖太阳能电池、发光二极管(led)、激光器、光电探测器与射线探测器等诸多方面。其中，有机-无机混合钙钛矿晶体兼具传统有机、无机半导体的优势：晶体生长方法多样、制备成本较低、光电转化能力强，具有极大的发展潜力。经典的有机-无机混合钙钛矿单晶生长容器使用玻璃材料，性质稳定且质地坚硬。单晶与玻璃界面存在机械应力，导致单晶粘连在容器壁，并引入额外的缺陷损伤，这会降低生长单晶质量，从而影响光电器件性能。
2、逆温生长法是常见的有机-无机混合钙钛矿单晶制备方法，利用不同温度下钙钛矿溶质在有机溶剂中溶解度差异析晶。此方法通过温度调控晶体的形核与生长速度，单晶收获时通常需经历30～100℃的温度差，热应力导致单晶质量下降。反溶剂法可以避免温度差的形成，通过萃取有机溶剂的方式诱导单晶快速生长，常用试剂为二氯甲烷(dcm)等剧毒物质，不利于环保与健康要求，同时此方法对单晶生长的速度可控性较差，生长晶体质量较低。
3、专利技术专利cn112071989a公开了一种缓慢升温制备钙钛矿单晶的改进方法，该方法首先制备籽晶晶粒，然后筛选转移籽晶，在新配溶液中继续生长，基于此单晶制备的x射线探测器展现了良好的灵敏度与稳定性。但该方法步骤较为繁琐，需要人为筛选籽晶并接续生长，人力成本较高。
4、专利技术专利cn115787059a公开了一种使用双柔性聚合物膜界面限制生长钙钛矿单晶的
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中钙钛矿单晶制备方法中存在的机械应力、热应力导致单晶缺陷的问题，提供一种透气柔性容器促进钙钛矿单晶生长的方法，可在室温下自驱动生长高质量单晶，有效避免机械应力或热应力引入缺陷损伤，提高单晶生长速度和质量。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种透气柔性容器促进钙钛矿单晶生长的方法，包括步骤：
4、步骤1，将钙钛矿原料溶解在有机溶剂中形成钙钛矿前驱液；
5、步骤2，将钙钛矿前驱液转移至柔性容器，用聚二甲基硅氧烷液封所述柔性硅胶容器顶部出口；
6、步骤3，静置所述柔性容器，在所述柔性硅胶容器底部加快气流传输速度，促进钙钛矿单晶在容器内自驱动成核生长；
7、所述柔性容器为柔性材质，侧壁采用胶带密封。
8、本专利技术使用柔性容器替换玻璃容器生长钙钛矿单晶，与玻璃容器相比，柔性容器不仅能促进有机溶剂气体扩散，阻挡钙钛矿原料透过，促进内部形核驱动力稳定增大，实现室温下钙钛矿单晶高质量自驱动生长，容器与单晶界面的柔性接触能降低生长过程的缺陷损伤。本专利技术方法不仅避免了升温降温过程中引入的热应力，还避免了限域法不可避免在单晶表面引入机械应力，同时简化了生长流程，操作简便，明显提高单晶生长速率与结晶质量，利用制得的单晶可制备更优异的探测器件。
9、所述柔性容器的材质包括硅胶、橡胶、乳胶、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、明胶、淀粉、纤维素中的至少一种。；这些材质容器能够实现有机溶剂从底部气化扩散，同时又较玻璃容器等材质更柔软，避免单晶生长过程中引入机械应力。
10、所述有机溶剂包括γ-丁内酯(gbl)、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基亚砜(dmso)中的至少一种。
11、所述钙钛矿前驱液化学通式为ambxn，其中m为1-4的自然数，n为3-6的自然数；
12、本专利技术的方法可以用于制备多种钙钛矿单晶，包括零维钙钛矿、一维钙钛矿、二维钙钛矿、三维钙钛矿单晶任一种。
13、当制备零维钙钛矿时，化学通式为a4bx6，一维钙钛矿时化学通式为a3bx5，二维钙钛矿时化学通式为a2bx4，三维钙钛矿时化学通式为abx3。
14、所述化学通式中a包括正一价锂离子(li+)、正一价钠离子(na+)、正一价钾离子(k+)、正一价铯离子(cs+)、正一价铷离子(rb+)、正一价银离子(ag+)、甲胺离子(ch3nh3+)、甲脒离子(ch(nh2)2+)、苯乙胺离子(c6h5ch2nh3+)、乙胺离子(ch3ch2nh3+)、丙胺离子(ch3(ch2)2nh3+)、丁胺离子(ch3(ch2)3nh3+)、己二胺离子(nh3(ch2)6nh32+)、金刚烷胺离子(c10h18n+)中的一种或多种；
15、通式中b包括正二价铅离子(pb2+)、正二价锗离子(ge2+)、正二价锡离子(sn2+)、正三价铝离子(al3+)、正三价铋离子(bi3+)、正三价锑离子(sb3+)、正三价镓离子(ga3+)、正三价铟离子(in3+)中的一种或多种；
16、所述化学通式中x选自负一价氟离子(f-)、负一价氯离子(cl-)、负一价溴离子(br-)、负一价碘离子(i-)中的一种或多种。
17、步骤1中，钙钛矿原料包括ax、bx、bx2、bx3中的至少一种，其中a、b、x如前所述。
18、步骤1中，钙钛矿原料在-30～20℃下进行溶解，搅拌8-20h充分溶解，经研究钙钛矿原料在低温下的溶解速度更快，能更充分快速的溶解在溶剂中，减短前驱体在空气中的暴露时间，避免被氧化，提高后续单晶的成核质量。
19、冷却溶解的方式可以包括采用以下制冷器进行制冷，如冷藏冷冻、冰浴、干冰冷却、液氮冷却、液氦冷却中至少一种；
20、步骤1中钙钛矿前驱液中钙钛矿原料各自摩尔浓度分别为0.8-2.6mol/l；浓度偏离此范围将会削弱结晶质量，严重则会导致杂质偏析。
21、所述加快气流传输速度的方式包括增加风扇、空调、烘箱、空气循环机中任一种或多种方式；通过改变柔性容器周围空气循环速率，控制有机溶剂扩散速率，调控有机-无机钙钛矿单晶的生长速率。
22、所述胶带包括铜胶带、bopp胶带、布基胶带、牛皮纸胶带、美纹纸胶带、纤维胶带、pvc胶带、pe泡棉胶带其中至少一种。通过胶带缠绕柔性容器侧壁，封闭侧面有机溶剂扩散通道，抑制单晶侧壁形核，实现有机-无机混合钙钛矿单晶高质量形核与生长。
23、优选地，所述柔性容器在使用前采用异丙醇、丙酮、丙醇依次进行清洗后干燥。
24、进一步优选地，所述柔性容器在使用前依次采用异丙醇、丙酮、丙醇分别超声清洗10-30分钟，以去除容器内壁的灰尘、油污等杂质；
25、进一步优选地，清洗后的柔性容器置于20-40℃下干燥24小时以上，由于水、异丙醇、丙醇、丙酮等溶剂对单晶生长有所影响，因此容器使用前应当尽可能的干净、干燥。
26、优选地，所述柔性容器底本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种透气柔性容器促进钙钛矿单晶生长的方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的透气柔性容器促进钙钛矿单晶生长的方法，其特征在于，所述柔性容器的材质包括硅胶、橡胶、乳胶、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、明胶、淀粉、纤维素中的至少一种；
3.根据权利要求1所述的透气柔性容器促进钙钛矿单晶生长的方法，其特征在于，所述钙钛矿前驱液化学通式为AmBXn，其中m为1-4的自然数，n为3-6的自然数；步骤1中，钙钛矿原料包括AX、BX、BX2、BX3中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的透气柔性容器促进钙钛矿单晶生长的方法，其特征在于，步骤1中，钙钛矿原料在-30～20℃下进行溶解。
5.根据权利要求1或3所述的透气柔性容器促进钙钛矿单晶生长的方法，其特征在于，步骤1中钙钛矿前驱液中钙钛矿原料各自的摩尔浓度分别为0.8-2.6mol/L。
6.根据权利要求1所述的透气柔性容器促进钙钛矿单晶生长的方法，其特征在于，所述加快气流传输速度的方式包括增加风扇、空调、烘箱、空气循环机中任一种或多种方式
7.根据权利要求1所述的透气柔性容器促进钙钛矿单晶生长的方法，其特征在于，所述柔性容器在使用前采用异丙醇、丙酮、丙醇依次进行清洗后干燥。
8.根据权利要求1所述的透气柔性容器促进钙钛矿单晶生长的方法，其特征在于，所述柔性容器底部壁厚为1-5mm。
9.根据权利要求1所述的透气柔性容器促进钙钛矿单晶生长的方法，其特征在于，步骤3中钙钛矿单晶的生长时间为1-9天；和/或，得到的钙钛矿单晶厚度为0.1-20mm。
10.一种X射线探测器，包括根据权利要求1-9任一项所述的方法得到的钙钛矿单晶。
...【技术特征摘要】
1.一种透气柔性容器促进钙钛矿单晶生长的方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的透气柔性容器促进钙钛矿单晶生长的方法，其特征在于，所述柔性容器的材质包括硅胶、橡胶、乳胶、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、明胶、淀粉、纤维素中的至少一种；
3.根据权利要求1所述的透气柔性容器促进钙钛矿单晶生长的方法，其特征在于，所述钙钛矿前驱液化学通式为ambxn，其中m为1-4的自然数，n为3-6的自然数；步骤1中，钙钛矿原料包括ax、bx、bx2、bx3中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的透气柔性容器促进钙钛矿单晶生长的方法，其特征在于，步骤1中，钙钛矿原料在-30～20℃下进行溶解。
5.根据权利要求1或3所述的透气柔性容器促进钙钛矿单晶生长的方法，其特征在于，步骤1中钙钛矿前驱液中...
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