【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及辐射探测领域，特别是涉及一种大面积高稳定性x射线直接探测钙钛矿厚膜制备方法。
技术介绍
1、x射线探测器在科学研究、生物医学成像和安全筛查中广泛应用。x射线探测器可分为两类：间接转换和直接转换。对于间接转换探测器，闪烁体将x射线光子转换为可见光，然后使用可见光光电探测器将其转换为电信号。在直接转换探测器中，x射线光子直接使用半导体材料转换为电信号，从而产生更高的效率和空间分辨率，这对实现低剂量、高分辨率、高稳定性的医学影像应用尤为重要。目前，非晶硒(a-se)碲化镉(cdte)等材料广泛用于x射线探测器；然而，由于a-se对x射线的吸收能力较低，无法进行低剂量、高能x射线探测；cdte制备过程复杂，制造成本过高。近年来，钙钛矿材料因其显著的光电响应特性和低成本优势而受到重视。在x射线成像的应用需求方面，钙钛矿材料应与大面积薄膜晶体管(tft)阵列面板(＞10×10cm2)集成，利于x射线被反射、衍射或集中来进行x射线成像。尽管单晶材料在性能上表现出色，但其在制备大面积探测器时面临工艺复杂性和成本的双重挑战。相比之下，多晶材料通过制备厚膜技术，不仅可以在大面积应用中保持较好的性能，而且工艺更为简便，成本更低，更适合用于大规模生产，因此亟需发展大面积多晶钙钛矿厚膜制备技术。钙钛矿材料以多种结构多晶型存在，包括正交、立方和斜方相。在太阳能电池和发光二极管等应用中，主要需求正交和立方相的钙钛矿。然而，这些材料在室温下的稳定性问题是制约其商业化的主要障碍。钙钛矿材料在室温以及水和氧的影响下容易发生晶相的热力学转变，这导致其在
技术实现思路
1、针对上述存在的问题或不足，本专利技术提供了一种大面积、高稳定性的用于x射线直接探测的钙钛矿厚膜液相外延制备方法，解决钙钛矿基x射线探测材料结构稳定性问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种大面积高稳定性x射线直接探测钙钛矿厚膜制备方法，主要步骤如下：
3、采用室温和高空气湿度下具备高结构稳定性的斜方晶相卤族钙钛矿(δ-abx3)作为x射线直接光电转换材料，其中，a位主要包括ch3nh3+(ma+)、ch(nh2)2+(fa+)或cs+等一价阳离子，b位元素为pb2+、sn2+等高序数离子，x位元素为i-、br-、cl-等卤族元素。
4、首先制备δ-abx3溶液：(ma/fa/cs)(pb/sn)(ixb1-x)3溶液由mai、mabr、fai、fabr、csi、csbr与pbi2、pbbr2或sni2、snbr2等原材料按一定摩尔比混合，溶于二甲基亚砜(dmso)溶剂中形成0.01-100mol/lδ-abx3/dmso前驱体溶液。
5、进一步地，通过超声喷涂工艺在基底上实现厚膜液相外延制备。超声喷涂前，向δ-abx3/dmso前驱体溶液中加入一定量n,n-二甲基甲酰胺(dmf)溶剂，将前驱体溶液摩尔浓度稀释为原本的1-5倍，形成δ-abx3/dmso/dmf前驱体溶液。在超声喷涂过程中，钙钛矿前驱体溶液在功率为30-100w的超声雾化器下形成气溶胶液滴，并以氧气或氮气为载气被带到喷嘴处喷出，通过重复喷涂轨迹提高膜厚，喷涂速度为1-100mm/s，两次喷涂工序之间的间隔时间为10-100s；喷涂过程中材料基底温度维持于100-400℃，载气流量为0.001-1l/min，以保持材料结晶和挥发速率的平衡。
6、进一步地，厚膜喷涂工序完成之后的下一步是冷却过程。基底从喷涂温度缓慢下降到40-80℃，以0.1-10℃/min的冷却速率逐渐释放应力，获得高质量钙钛矿厚膜。
7、该工艺制备的钙钛矿厚膜无需额外退火工序处理，即可获得易于与tft面板集成的大面积、有长期高稳定性的斜方晶相钙钛矿，具备x射线光电响应特性，可以实现x射线直接探测功能，并具有高晶体结构稳定性。
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1.一种大面积高稳定性X射线直接探测钙钛矿厚膜制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种大面积高稳定性X射线直接探测钙钛矿厚膜制备方法，其特征在于，所述δ-ABX3/DMSO钙钛矿前驱体溶液的制备过程为：将AX与BX2混合溶于二甲基亚砜溶剂中，得到0.01-100mol/Lδ-ABX3/DMSO钙钛矿前驱体溶液，其中A位元素为CH3NH3+(MA+)、CH(NH2)2+(FA+)、Cs+或其他一价阳离子；B位元素为Pb2+、Sn2+或其他高序数离子，X位元素为I-、Br-、Cl-或其他卤族元素。
3.根据权利要求1所述的一种大面积高稳定性X射线直接探测钙钛矿厚膜制备方法，其特征在于，所述衬底为导电氧化铟锡。
4.根据权利要求1所述的一种大面积高稳定性X射线直接探测钙钛矿厚膜制备方法，其特征在于，所述超声雾化器以氧气或氮气为载气，载气流量为0.001-1L/min。
5.根据权利要求1所述的一种大面积高稳定性X射线直接探测钙钛矿厚膜制备方法，其特征在于，所述超声雾化器的喷涂速度为1-100mm/s，两次
...【技术特征摘要】
1.一种大面积高稳定性x射线直接探测钙钛矿厚膜制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种大面积高稳定性x射线直接探测钙钛矿厚膜制备方法，其特征在于，所述δ-abx3/dmso钙钛矿前驱体溶液的制备过程为：将ax与bx2混合溶于二甲基亚砜溶剂中，得到0.01-100mol/lδ-abx3/dmso钙钛矿前驱体溶液，其中a位元素为ch3nh3+(ma+)、ch(nh2)2+(fa+)、cs+或其他一价阳离子；b位元素为pb2+、sn2+或其他高序数离子，x位元素为i-、br...
【专利技术属性】
技术研发人员：王辛瑜，杨臻婷，胡潇然，向勇，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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