一种钙钛矿单晶片的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种制备钙钛矿单晶片的方法，该发明专利技术利用双相液‑液界面限制法生长单晶，通过非极性烃类有机相对有机离子作用力的增加，使晶体在双相界面处悬浮生长。通过液面而不是基底限制晶体厚度，减少了其与基底的接触，从而减少了晶体缺陷，提高了结晶度。其次，借助钙钛矿前驱体溶液层本身的厚度使单晶在厚度方向上的生长受到了限制，而不影响晶体在其他方向上的生长，因此可得到尺寸可控的钙钛矿单晶。另外，上层非极性烃类有机相可部分扩散进入钙钛矿前驱体溶液，同时前驱体溶剂扩散至空气中，提高前驱体溶液浓度并促进成核长大，相比于抗溶剂法所需温度低、生长速度缓慢，保证了结晶质量。使得制备的光电探测器表面的缺陷态密度更低，表述处卓越的光电性能。所述的钙钛矿单晶片在光电领域具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体光电材料领域，涉及一种钙钛矿单晶片的制备方法，特别涉及一种适用范围广、尺寸可调、高质量的片状钙钛矿单晶的悬浮生长方法。

技术介绍

1、在当前的智能光电器件中，传统半导体遇到由缺少柔性和传导性较差造成的瓶颈。太阳能电池、光电探测器和x射线探测器等光电器件对高质量的半导体材料和单晶硅晶片的需求越来越高，而二维钙钛矿单晶在先进的光电探测器方面显示出巨大潜力。通过将二维钙钛矿单晶的厚度降低到较薄的水平，其能够表现出优越的光电性能如可调谐化学吸收特性等。在对三维杂化金属卤化物钙钛矿进行降维以改善其光电性能的基础上，大量文献研究了低维钙钛矿在光电探测器中的应用，而二维钙钛矿单晶在继承了三维钙钛矿单晶固有的优异光电性能同时，表现出更好的环境稳定性等特殊性能而备受关注。二维钙钛矿中的缺陷主要取决于其成分、厚度和生长方法等，这些因素对二维材料的性能有很大影响。而一些厚度不符合原来的二维材料定义(厚度小于100nm)的钙钛矿，由于晶界消失，其厚度小于载流子扩散长度，最重要的是，随着厚度的变化，其性能也会发生变化，因此，这些具有大表面积体积比的单晶也受到了关本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种钙钛矿单晶片的制备方法，其特征在于，在钙钛矿前驱体溶液上界面添加一定量的非极性烃类有机相形成液-液界面，通过非极性烃类有机相对有机离子作用力的增加，使晶体在液-液界面悬浮生长，最终获得高质量的钙钛矿单晶片，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种钙钛矿单晶片的制备方法，其特征在于，所述的前驱体溶剂为γ-丁内酯、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N二甲基乙醇胺、N,N二丁基乙醇胺中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种钙钛矿单晶片的制备方法，其特征在于，所述的非极性烃类有机相为饱和或和不饱和烃CnH2(n+1-m)的一种或多种，其中6≤n...

【技术特征摘要】

1.一种钙钛矿单晶片的制备方法，其特征在于，在钙钛矿前驱体溶液上界面添加一定量的非极性烃类有机相形成液-液界面，通过非极性烃类有机相对有机离子作用力的增加，使晶体在液-液界面悬浮生长，最终获得高质量的钙钛矿单晶片，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种钙钛矿单晶片的制备方法，其特征在于，所述的前驱体溶剂为γ-丁内酯、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮、n,n二甲基乙醇胺、n,n二丁基乙醇胺中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种钙钛矿单晶片的制备方法，其特征在于，所述的非极性烃类有机相为饱和或和不饱和烃cnh2(n+1-m)的一种或多种，其中6≤n≤18，0≤m≤n-5。

4.如权利要求1所述的一种钙钛矿单晶片的制备方法，其特征在于，所述的钙钛矿前驱体rx、ax和bx2，r为多碳有机胺离子cxh2x-2y-z+1(nh3+)z中的一种或多种，其中2≤x≤10，0≤y≤n-2,1≤z≤3；a为ch3nh3+、fa+、cs+、rb+、ag+中的一种或多种，b为pb2+、sn2+、cu2+中的一种或多种，x为i-、br-、cl-中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的一种钙钛矿单晶片的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘节华，张东宁，魏香凤，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：