CN113707815B - 钙钛矿器件及其制备方法和钙钛矿层前驱液 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种钙钛矿器件及其制备方法和钙钛矿层前驱液，钙钛矿器件包括钙钛矿层，钙钛矿层的材料包括钙钛矿主体和添加剂，添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，第一添加剂包括多卤代芳烃，第二添加剂包括芳烃。在本申请中，通过加入第一添加剂和第二添加剂，提高钙钛矿主体的结晶速度，从而提高形成钙钛矿层的速度，同时，提高钙钛矿主体的结晶性能，从而提高钙钛矿器件的性能。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种钙钛矿器件及其制备方法和钙钛矿层前驱液。
背景技术
目前，因钙钛矿材料具有可溶液加工、可兼容柔性器件结构、可实现光谱位置连续可调、材料成本低且具有良好的电子和空穴传输性能以及良好的色纯度，被广泛的应用于各类器件中。
在实际应用中，钙钛矿材料通常以多晶薄膜的形式存在，但是，目前的钙钛矿材料的结晶速度缓慢，且复杂，使得器件的生产效率低，且生成的结晶性能差。
发明内容
本申请实施例提供一种钙钛矿器件及其制备方法和钙钛矿层前驱液，以解决现有技术中钙钛矿主体结晶慢的问题。
本申请提供一种钙钛矿器件，所述钙钛矿器件包括钙钛矿层，所述钙钛矿层的材料包括钙钛矿主体和添加剂，所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，所述第一添加剂包括多卤代芳烃，所述第二添加剂包括芳烃，所述钙钛矿主体的化学式为A2Bn-1CnX3n+1和BCX3中的一种或几种组合，其中，n≥1，所述n为正整数，所述A选自R1-NH3 +和和D-R2-NH3 +中的一种或多种组合，所述R1为C6-C20的芳香基或C1-C20的烷基，所述R3为C6-C20的芳香基，所述D包括F、Cl、Br和I中的一种或多种组合，所述B选自R3-NH3 +、NH＝R4-NH3 +、Cs+和Rb+中的一种或多种组合，所述R3为C1-C20的烷基，所述R4为C1-C20的烃基，所述C选自Pb2+和Sn2+中的一种或两种组合，所述X为卤族元素。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述第一添加剂为多氟代芳烃和多氯代芳烃中的一种或几种组合，所述第二添加剂为苯、甲苯、苯甲醚、联苯、苯乙烯、萘、蒽、菲和三苯甲烷中的一种或几种组合。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述第一添加剂为苯三氯甲烷、六氟苯、五氟硝基苯和六氯苯中的一种或几种组合。
可选的，在本申请的一些实施例中，在所述添加剂中，所述第一添加剂与所述第二添加剂的摩尔比为(0.8-1.2)：1。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述R1-NH3 +为苯乙胺离子或正丁胺离子，所述D-R2-NH3 +为卤代苯乙胺离子，所述R3-NH3 +为甲胺离子，所述NH＝R4-NH3 +为甲脒离子。
相应的，本申请还提供一种钙钛矿器件的制备方法，包括：
提供一衬底；
在所述衬底上设置钙钛矿层前驱液，所述钙钛矿层前驱液进行反应形成钙钛矿层的材料，形成钙钛矿层；
其中，所述钙钛矿层的材料包括钙钛矿主体和添加剂，所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，所述第一添加剂包括多卤代芳烃，所述第二添加剂包括芳烃，所述钙钛矿主体的化学式为A2Bn-1CnX3n+1和BCX3中的一种或几种组合，其中，n≥1，所述n为正整数，所述A选自R1-NH3 +和D-R2-NH3 +中的一种或多种组合，所述R1为C6-C20的芳香基或C1-C20的烷基，所述R3为C6-C20的芳香基，所述D包括F、Cl、Br和I中的一种或多种组合，所述B包括R3-NH3 +、NH＝R4-NH3 +、Cs+和Rb+中的一种或多种组合，所述R3为C1-C20的烷基，所述R4为C1-C20的烃基，所述C选自Pb2+和Sn2+中的一种或两种组合，所述X包括F、Cl、Br和I中的一种或多种组合。
可选的，在本申请的一些实施例中，在所述衬底上设置钙钛矿层前驱液，所述钙钛矿层前驱液进行反应形成钙钛矿层的材料，形成钙钛矿层的步骤中，包括：
提供第一化合物、第二化合物、溶剂和添加剂，将所述第一化合物、所述第二化合物、溶剂和所述添加剂形成进行反应形成钙钛矿层前驱液，所述钙钛矿层前驱液进行反应形成所述钙钛矿层的材料，所述第一化合物和所述第二化合物形成钙钛矿主体BCX3，其中，所述第一化合物为BX，所述第二化合物为CX2。
可选的，在本申请的一些实施例中，在所述添加剂中，所述第一添加剂与所述第二添加剂的摩尔比为(0.8-1.2)：1。
可选的，在本申请的一些实施例中，在所述衬底上设置钙钛矿层前驱液，所述钙钛矿层前驱液进行反应形成钙钛矿层的材料，形成钙钛矿层的步骤中，包括：
提供第一化合物、第二化合物、第三化合物、第四化合物、溶剂和添加剂，将所述第一化合物、所述第二化合物、所述第三化合物、所述第四化合物、所述溶剂和所述添加剂形成进行反应形成钙钛矿层前驱液，所述钙钛矿层前驱液进行反应形成所述钙钛矿层的材料，所述第一化合物、所述第二化合物、所述第三化合物和所述第四化合物形成钙钛矿主体，其中，所述第一化合物为BX，所述第二化合物为CX2，所述第三化合物为AX，所述第四化合物为AX，所述第三化合物和所述第四化合物不同，所述第一化合物、所述第二化合物、所述第三化合物和所述第四化合物形成钙钛矿主体A2Bn-1CnX3n+1。
相应的，本申请还提供一种钙钛矿层前驱液，所述钙钛矿层前驱液包括第一化合物、第二化合物、溶剂和添加剂或第一化合物、第二化合物、第三化合物、第四化合物、溶剂和添加剂，其中，所述第一化合物为BX，所述第二化合物为CX2，所述第三化合物为AX，所述第四化合物为AX，所述第三化合物和所述第四化合物不同，所述A选自R1-NH3 +和D-R2-NH3 +中的一种或多种组合，所述R1为C6-C20的芳香基或C1-C20的烷基，所述R2为C6-C20的芳香基，所述D包括F、Cl、Br和I中的一种或多种组合，所述B包括R3-NH3 +、NH＝R4-NH3 +、Cs+和Rb+中的一种或多种组合，所述R3为C1-C20的烷基，所述R4为C1-C20的烃基，所述C选自Pb2+和Sn2+中的一种或两种组合，所述X包括F、Cl、Br和I中的一种或多种组合。
本申请公开了一种钙钛矿器件及其制备方法和钙钛矿层前驱液，钙钛矿器件包括钙钛矿层，钙钛矿层的材料包括钙钛矿主体和添加剂，添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，第一添加剂包括多卤代芳烃，第二添加剂包括芳烃。在本申请中，通过在钙钛矿层的材料中加入多氟代芳烃和芳烃作为添加剂，因多氟代芳烃与芳烃之间具有强的π-π相互作用，能够发生规则排列，从而形成晶态固体，从而诱导钙钛矿主体结晶，进而提高钙钛矿主体的结晶速度，从而无需采用反溶剂工艺使得钙钛矿主体结晶，避免反溶剂工艺需要反复操作才能获得晶态的钙钛矿层，且，可以适用于大批量的工业化生产，提高钙钛矿器件的生产效率，并降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的钙钛矿器件的结构示意图。
图2是本申请实施例提供的钙钛矿器件的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。在本申请中，“反应”可以为化学反应或物理反应。
本申请实施例提供一种钙钛矿器件及其制备方法和钙钛矿层前驱液。以下分别进行详细说明。
请参阅图1，图1是本申请实施例提供的钙钛矿器件的结构示意图。本申请提供一种钙钛矿器件10。钙钛矿器件可以为太阳能电池、发光二极管、激光器或光电探测器等。在本申请中，以钙钛矿器件为发光二极管为例进行说明。钙钛矿器件10包括钙钛矿层100。
在一实施例中，钙钛矿器件10还包括依次层叠设置的衬底200和第一电极300。第一电极300为阳极。
具体的，钙钛矿层100设置第一电极300上。钙钛矿层100为发光层中的膜层。钙钛矿层100的材料包括钙钛矿主体和添加剂。添加剂包括第一添加剂和第二添加剂。第一添加剂包括多卤代芳烃。第二添加剂包括芳烃。钙钛矿主体的化学式为A2Bn-1CnX3n+1和BCX3中的一种或几种组合，其中，n≥1，n为正整数。A选自R1-NH3 +和D-R2-NH3 +中的一种或多种组合。R1为C6-C20的芳香基或C1-C20的烷基。R3为C6-C20的芳香基。D包括F、Cl、Br和I中的一种或多种组合。B选自R3-NH3 +、NH＝R4-NH3 +、Cs+和Rb+中的一种或多种组合。R3为C1-C20的烷基。R4为C1-C20的烃基。C选自Pb2+和Sn2+中的一种或两种组合。X为卤族元素，具体的，X可以为Cl、Br或I等。
在一实施例中，第一添加剂为多氟代芳烃和多氯代芳烃中的一种或几种组合，第二添加剂为苯、甲苯、苯甲醚、联苯、苯乙烯、萘、蒽、菲和三苯甲烷中的一种或几种组合。在本实施例中，第二添加剂为苯。
在一实施例中，第一添加剂为苯三氯甲烷、六氟苯、五氟硝基苯和六氯苯中的一种或几种组合。在本实施例中，第一添加剂为六氟苯。
在本申请中，在钙钛矿层100的材料中加入多氟代芳烃和芳烃作为添加剂，因多氟代芳烃与芳烃之间具有强的π-π相互作用，能够发生规则排列，从而形成晶态固体，从而诱导钙钛矿层100结晶，进而提高钙钛矿主体的结晶速度，进而提高钙钛矿主体的结晶性能，且提高钙钛矿层100的性能。如，六氟苯与苯在常温下均为液体，将六氟苯与苯混合后，因六氟苯中的氟原子的具有强吸电子效应，在苯环上形成缺电子中心，与混合溶液中的苯形成吸-供电子对，发生π-π相互作用，进而使得六氟苯与苯规则排列形成晶态固体，即，使得多氟代芳烃与芳烃规则排列形成晶态固体，从而诱导钙钛矿主体结晶，进而提高钙钛矿主体的结晶速度。
在本申请中，在钙钛矿层100的材料中加入多氟代芳烃和芳烃作为添加剂，因多氟代芳烃与芳烃之间具有强的π-π相互作用，能够发生规则排列，从而形成晶态固体，从而诱导钙钛矿层100结晶，进而提高钙钛矿主体的结晶速度，从而无需采用反溶剂工艺使得钙钛矿主体结晶，避免反溶剂工艺需要反复操作才能获得晶态的钙钛矿层，且，可以适用于大批量的工业化生产，提高钙钛矿器件的生产效率，并降低成本。
在一实施例中，在添加剂中，第一添加剂与第二添加剂的摩尔比为(0.8-1.2)：1。具体的，在添加剂中，第一添加剂与第二添加剂的摩尔比可以为0.8：1、0.9：1、1：1、1.1：1或1.2：1等。在本实施例中，第一添加剂与第二添加剂的摩尔比1.1:1。
在本申请中，在添加剂中，将第一添加剂与第二添加剂的摩尔比设置为(0.8-1.2)：1，控制第一添加剂与第二添加剂加入的比例，从而提高第一添加剂与第二添加剂形成晶态固体的效率，进而诱导钙钛矿层100结晶，进而提高钙钛矿主体的结晶速度以及结晶性能，进而提高钙钛矿层100的性能。
在一实施例中，所述n的范围满足1≤n≤100。
在一实施例中，R1-NH3 +为苯乙胺离子或正丁胺离子，D-R2-NH3 +为卤代苯乙胺离子，R3-NH3 +为甲胺离子，NH＝R4-NH3 +为甲脒离子。
在一实施例中，钙钛矿主体的化学式可以为(C8H11N)2PbBr4、NH＝CH2NH3PbBr3、CH3-NH3Cl或CH3CH2-CH2CH2-NH3Cl等。
在一实施例中，钙钛矿器件10还包括第二电极400，第二电极400设置在钙钛矿层100上。第二电极400为阴极。
本申请提供一种钙钛矿器件10，钙钛矿器件10包括钙钛矿层100，钙钛矿层100的材料包括钙钛矿主体和添加剂，添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，第一添加剂包括多卤代芳烃，第二添加剂包括芳烃。通过在钙钛矿层100的材料中加入多氟代芳烃和芳烃作为添加剂，使得多氟代芳烃与芳烃之间因具有强的π-π相互作用，能够发生规则排列，从而形成晶态固体，进而诱导钙钛矿主体结晶，进而提高钙钛矿主体的结晶速度，且提高钙钛矿层100的性能。
请参阅图2，图2是本申请实施例提供的钙钛矿器件10的制备方法的流程图。本申请还提供一种钙钛矿器件的制备方法。本实施例中，以钙钛矿器件10为发光二极管为例进行说明。包括：
实施例1
B11、提供一衬底200。
请继续参阅图1。在一实施例中，在步骤B11之后，还包括：
在衬底200上设置第一电极300的材料，形成第一电极300。第一电极300可以为阳极或阴极，在本实施例中，第一电极300为阳极。
B12、在衬底上设置钙钛矿层前驱液，钙钛矿层前驱液进行反应形成钙钛矿层的材料，形成钙钛矿层。
在第一电极300上采用湿法工艺设置钙钛矿层前驱液，所述钙钛矿前驱液进行反应形成钙钛矿层100的材料，从而形成发光层的钙钛矿层100。湿法工艺包括旋涂工艺、刮涂工艺、滴涂工艺、喷墨打印和丝网印刷等。
在一实施例中，提供第一化合物、第二化合物和添加剂，将第一化合物、第二化合物和添加剂在溶剂进行反应形成钙钛矿层100前驱液，将钙钛矿层100前驱液设置在第一电极300上形成中间产品；然后，将中间产品中的溶剂去除形成晶态钙钛矿层100。其中，钙钛矿层100含有由钙钛矿层100前驱液形成的钙钛矿层100的材料，第一化合物和第二化合物形成钙钛矿主体，其中，第一化合物为BX，第二化合物为CX2。钙钛矿主体为BCX3。B选自R3-NH3 +、NH＝R4-NH3 +、Cs+和Rb+中的一种或多种组合。R3为C1-C20的烷基。R4为C1-C20的烃基。C选自Pb2+和Sn2+中的一种或两种组合。X为卤族元素，具体的，X可以为Cl、Br或I等。具体的，第一化合物可以为CH3NH3Br、NH＝CH2NH3Br、CsBr、CH3NH3Cl、NH＝CH2NH3Cl、CsCl、CH3NH3I、NH＝CH2NH3I和CsI中的一种或几种组合，第二化合物可以为PbBr2、PbCl2和PbI2的一种或几种组合。添加剂包括第一添加剂和第二添加剂。第一添加剂为苯三氯甲烷、六氟苯、五氟硝基苯和六氯苯中的一种或几种组合。第二添加剂为苯、甲苯、苯甲醚、联苯、苯乙烯、萘、蒽、菲和三苯甲烷中的一种或几种组合。溶剂包括二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮和γ-丁内酯中的一种或几种组合。在本实施例，第一化合物为NH＝CH2NH3Br，第二化合物为PbBr2，第一添加剂为六氟苯，第二添加剂为苯，溶剂为二甲基亚砜。
在一实施例中，钙钛矿主体在钙钛矿层100的材料中的质量分数为1％-50％。具体的，钙钛矿主体在钙钛矿层100的材料中的质量分数可以为1％、12％、20％、30％、40％、45％或50％等，在本实施例中，钙钛矿主体在钙钛矿层100的材料中的质量分数为10％。
在本申请中，将钙钛矿主体在钙钛矿层100的材料中的质量分数设置为1％-50％。通过控制钙钛矿主体在钙钛矿层100的材料中的质量分数来提高钙钛矿主体的结晶速度，同时，提高钙钛矿主体的结晶性能，从而提高钙钛矿器件10的性能。若钙钛矿主体在钙钛矿层100的材料中的质量分数小于1％，不利于形成良好晶型，且均一的钙钛矿层100；若钙钛矿主体在钙钛矿层100的材料中的质量分数大于50％，钙钛矿主体的溶解不佳，进而导致形成的钙钛矿层100晶型差，进而导致钙钛矿器件10性能差。
添加剂在钙钛矿层100的材料中的质量分数为0.5％-10％。具体的，添加剂在钙钛矿层100的材料中的质量分数可以为0.5％、2％、5％、8％或10％等。本实施例中，添加剂在钙钛矿层100的材料中的质量分数为2％。
在本申请中，将添加剂在钙钛矿层100的材料中的质量分数设置为0.5％-10％，通过控制添加剂在钙钛矿层100的材料中的质量分数，来提高钙钛矿主体的结晶速度，同时，提高钙钛矿主体的结晶性能，从而提高钙钛矿器件10的性能。若添加剂在钙钛矿层100的材料中的质量分数小于0.5％，无法发挥添加剂诱导钙钛矿主体结晶的作用，导致钙钛矿主体结晶性能不佳；若添加剂在钙钛矿层100的材料中的质量分数大于10％，会影响钙钛矿主体的结晶，导致钙钛矿主体结晶性能不佳，进而影响钙钛矿器件10的性能。
在一实施例中，在添加剂中，第一添加剂与第二添加剂的摩尔比为(0.8-1.2)：1。具体的，在添加剂中，第一添加剂与第二添加剂的摩尔比可以为0.8：1、0.9：1、1：1、1.1：1或1.2：1等。在本实施例中，第一添加剂与第二添加剂的摩尔比1.1:1。
在另一实施例中，钙钛矿层100前驱液中不含有添加剂，将钙钛矿层100前驱液涂覆在第一电极300上之后，再将添加剂涂覆在设置有钙钛矿层100前驱液的第一电极30上形成中间产品；然后，将中间产品中的溶剂去除后，形成晶态钙钛矿层100。
在本实施例中，以钙钛矿层100前驱液中含有添加剂为例进行说明。具体的，将NH＝CH2NH3Br和PbBr2溶解在二甲基亚砜中，然后，加入六氟苯和苯，六氟苯与苯的摩尔比为1.1:1，进行反应形成钙钛矿层100前驱液；然后，将钙钛矿层100前驱液旋涂在第一电极300上，形成中间产品；然后，将中间产品中的溶剂去除，中间产品形成钙钛矿层100，此时的钙钛矿层100为晶态。钙钛矿层100中含有由钙钛矿层100前驱液形成的钙钛矿层100的材料，其中，NH＝CH2NH3Br和PbBr2形成钙钛矿主体NH＝CH2NH3PbBr3，钙钛矿主体在钙钛矿层100的材料中的质量分数为10％，添加剂在钙钛矿层100的材料中的质量分数为2％。
在一实施例中，在步骤B12之后还包括：
在钙钛矿层100上设置第二电极400。第二电极400可以为阳极或阴极，在本实施例中，第二电极400为阴极。
实施例2
需要说明的是，实施例2与实施例1的不同之处在于：钙钛矿层100材料还由第三化合物AX和第四化合物AX形成。具体的，第三化合物为Br-C6H4-CH2CH2-NH3Br，第四化合物为CH3-NH3Cl，第一添加剂为五氟硝基苯，第二添加剂为苯甲醚，五氟硝基苯与苯甲醚的摩尔比为1:1。具体的，NH＝CH2NH3Br、PbBr2、Br-C6H4-CH2CH2-NH3Br和CH3-NH3Cl溶解在二甲基亚砜中，然后，加入五氟硝基苯和苯甲醚，五氟硝基苯与苯甲醚的摩尔比为1:1，进行反应形成钙钛矿层100前驱液，将钙钛矿层100前驱液旋涂在第一电极300上形成中间产品；然后，将中间产品中的溶剂去除形成晶态钙钛矿层100。其中，Br-C6H4-CH2CH2-NH3Br、CH3-NH3Cl、NH＝CH2NH3Br和PbBr2形成钙钛矿主体(C8H11N)2PbBr4。其他步骤与实施例1相同，此处不再赘述。
实施例3
需要说明的是，实施例3与实施例1的不同之处在于：第一化合物为CH3NH3Cl，第二化合物为PbCl2，第一添加剂为苯三氯甲烷，第二添加剂为三苯甲烷，形成的钙钛矿主体的化学式为CH3NH3 PbCl3。其他步骤与实施例1相同，此处不再赘述。
实施例4
需要说明的是，实施例4与实施例1的不同之处在于：第一化合物为CsBr，第二化合物为PbBr2，第一添加剂为苯三氯甲烷，第二添加剂为三苯甲烷，形成的钙钛矿主体的化学式为CsPbBr3。其他步骤与实施例1相同，此处不再赘述。
实施例5
需要说明的是，实施例5与实施例2的不同之处在于：第一化合物为NH＝CH2NH3Br，第二化合物为SnBr2，第三化合物为Br-C6H4-CH2CH2-NH3Br，第四化合物为CH3-NH3Cl，第一添加剂为五氟硝基苯，第二添加剂为苯甲醚，五氟硝基苯与苯甲醚的摩尔比为0.8:1，形成的钙钛矿主体的化学式为(C8H11N)2SnBr4。其他步骤与实施例2相同，此处不再赘述。
本申请提供一种钙钛矿器件10的制备方法，通过在钙钛矿层100的材料中加入多氟代芳烃和芳烃作为添加剂，使得多氟代芳烃与芳烃之间因具有强的π-π相互作用，能够发生规则排列，从而形成晶态固体，进而诱导钙钛矿层100结晶，进而提高钙钛矿主体的结晶速度，从而形成晶态钙钛矿层100，同时提高钙钛矿层100的性能；通过在钙钛矿层100的材料中加入多氟代芳烃和芳烃作为添加剂，使得多氟代芳烃与芳烃之间因具有强的π-π相互作用，能够发生规则排列，从而形成晶态固体，进而诱导钙钛矿层100结晶，进而提高钙钛矿主体的结晶速度，无需采用反溶剂工艺，简化了形成钙钛矿层100的工艺，提高了钙钛矿器件10的生产效率，且可应用于大批量的工业化生产。
本申请还提供一种钙钛矿层100前驱液，钙钛矿层100前驱液包括第一化合物、第二化合物、溶剂和添加剂或第一化合物、第二化合物、第三化合物、第四化合物、溶剂和添加剂，其中，第一化合物为BX，第二化合物为CX2，第三化合物为AX，第四化合物为AX，第三化合物和第四化合物不同，A选自R1-NH3 +和D-R2-NH3 +中的一种或多种组合，R1为C6-C20的芳香基或C1-C20的烷基，R2为C6-C20的芳香基，D包括F、Cl、Br和I中的一种或多种组合，B包括R3-NH3 +、NH＝R4-NH3 +、Cs+和Rb+中的一种或多种组合，R3为C1-C20的烷基，R4为C1-C20的烃基，C选自Pb2+和Sn2+中的一种或两种组合，X包括F、Cl、Br和I中的一种或多种组合。
在一实施例中，钙钛矿层100前驱液中包括NH＝CH2NH3Br、PbBr2、二甲基亚砜中、六氟苯和苯。
在一实施例中，钙钛矿层100前驱液中包括NH＝CH2NH3Br、PbBr2、Br-C6H4-CH2CH2-NH3Br、CH3-NH3Cl、二甲基亚砜、五氟硝基苯和苯甲醚。
本申请提供一种钙钛矿器件10及其制备方法和钙钛矿层前驱液，钙钛矿器件10包括钙钛矿层100，钙钛矿层100的材料包括钙钛矿主体和添加剂，添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，第一添加剂包括多卤代芳烃，第二添加剂包括芳烃。通过在钙钛矿层100的材料中加入多氟代芳烃和芳烃作为添加剂，使得多氟代芳烃与芳烃之间因具有强的π-π相互作用，能够发生规则排列，从而形成晶态固体，进而诱导钙钛矿层100结晶形成晶态钙钛矿层100，进而提高钙钛矿主体的结晶速度，且提高钙钛矿层100的性能。
以上对本申请实施例所提供的一种钙钛矿器件及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种钙钛矿器件，其特征在于，所述钙钛矿器件包括钙钛矿层，所述钙钛矿层的材料包括钙钛矿主体和添加剂，所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，所述第一添加剂包括多卤代芳烃，所述第二添加剂包括芳烃，所述钙钛矿主体的化学式为A2Bn-1CnX3n+1和BCX3中的一种或几种组合，其中，n≥1，所述n为正整数，所述A选自R1-NH3 +和D-R2-NH3 +中的一种或多种组合，所述R1为C6-C20的芳香基或C1-C20的烷基，所述R2为C6-C20的芳香基，所述D包括F、Cl、Br和I中的一种或多种组合，所述B选自R3-NH3 +、NH＝R4-NH3 +、Cs+和Rb+中的一种或多种组合，所述R3为C1-C20的烷基，所述R4为C1-C20的烃基，所述C选自Pb2+和Sn2+中的一种或两种组合，所述X为卤族元素。
2.根据权利要求1所述的钙钛矿器件，其特征在于，所述第一添加剂为多氟代芳烃和多氯代芳烃中的一种或几种组合，所述第二添加剂为苯、甲苯、苯甲醚、联苯、苯乙烯、萘、蒽、菲和三苯甲烷中的一种或几种组合。
3.根据权利要求2所述的钙钛矿器件，其特征在于，所述第一添加剂为苯三氯甲烷、六氟苯、五氟硝基苯和六氯苯中的一种或几种组合。
4.根据权利要求1所述的钙钛矿器件，其特征在于，在所述添加剂中，所述第一添加剂与所述第二添加剂的摩尔比为(0.8-1.2)：1。
5.根据权利要求1所述的钙钛矿器件，其特征在于，所述R1-NH3 +为苯乙胺离子或正丁胺离子，所述D-R2-NH3 +为卤代苯乙胺离子，所述R3-NH3 +为甲胺离子，所述NH＝R4-NH3 +为甲脒离子。
6.一种钙钛矿器件的制备方法，其特征在于，包括：
提供一衬底；
在所述衬底上设置钙钛矿层前驱液，所述钙钛矿层前驱液进行反应形成钙钛矿层的材料，形成钙钛矿层；
其中，所述钙钛矿层的材料包括钙钛矿主体和添加剂，所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，所述第一添加剂包括多卤代芳烃，所述第二添加剂包括芳烃，所述钙钛矿主体的化学式为A2Bn-1CnX3n+1和BCX3中的一种或几种组合，其中，n≥1，所述n为正整数，所述A选自R1-NH3 +和D-R2-NH3 +中的一种或多种组合，所述R1为C6-C20的芳香基或C1-C20的烷基，所述R2为C6-C20的芳香基，所述D包括F、Cl、Br和I中的一种或多种组合，所述B包括R3-NH3 +、NH＝R4-NH3 +、Cs+和Rb+中的一种或多种组合，所述R3为C1-C20的烷基，所述R4为C1-C20的烃基，所述C选自Pb2+和Sn2+中的一种或两种组合，所述X包括F、Cl、Br和I中的一种或多种组合。
7.根据权利要求6所述的钙钛矿器件的制备方法，其特征在于，在所述衬底上设置钙钛矿层前驱液，所述钙钛矿层前驱液进行反应形成钙钛矿层的材料，形成钙钛矿层的步骤中，包括：
提供第一化合物、第二化合物、溶剂和添加剂，将所述第一化合物、所述第二化合物、溶剂和所述添加剂形成进行反应形成钙钛矿层前驱液，所述钙钛矿层前驱液进行反应形成所述钙钛矿层的材料，所述第一化合物和所述第二化合物形成钙钛矿主体BCX3，其中，所述第一化合物为BX，所述第二化合物为CX2。
8.根据权利要求7所述的钙钛矿器件的制备方法，其特征在于，在所述添加剂中，所述第一添加剂与所述第二添加剂的摩尔比为(0.8-1.2)：1。
9.根据权利要求6所述的钙钛矿器件的制备方法，其特征在于，在所述衬底上设置钙钛矿层前驱液，所述钙钛矿层前驱液进行反应形成钙钛矿层的材料，形成钙钛矿层的步骤中，包括：
提供第一化合物、第二化合物、第三化合物、第四化合物、溶剂和添加剂，将所述第一化合物、所述第二化合物、所述第三化合物、所述第四化合物、所述溶剂和所述添加剂形成进行反应形成钙钛矿层前驱液，所述钙钛矿层前驱液进行反应形成所述钙钛矿层的材料，所述第一化合物、所述第二化合物、所述第三化合物和所述第四化合物形成钙钛矿主体，其中，所述第一化合物为BX，所述第二化合物为CX2，所述第三化合物为AX，所述第四化合物为AX，所述第三化合物和所述第四化合物不同，所述第一化合物、所述第二化合物、所述第三化合物和所述第四化合物形成钙钛矿主体A2Bn-1CnX3n+1。
10.一种钙钛矿层前驱液，其特征在于，所述钙钛矿层前驱液包括第一化合物、第二化合物、溶剂和添加剂或第一化合物、第二化合物、第三化合物、第四化合物、溶剂和添加剂，其中，所述第一化合物为BX，所述第二化合物为CX2，所述第三化合物为AX，所述第四化合物为AX，所述第三化合物和所述第四化合物不同，所述A选自R1-NH3 +和D-R2-NH3 +中的一种或多种组合，所述R1为C6-C20的芳香基或C1-C20的烷基，所述R2为C6-C20的芳香基，所述D包括F、Cl、Br和I中的一种或多种组合，所述B包括R3-NH3 +、NH＝R4-NH3 +、Cs+和Rb+中的一种或多种组合，所述R3为C1-C20的烷基，所述R4为C1-C20的烃基，所述C选自Pb2+和Sn2+中的一种或两种组合，所述X包括F、Cl、Br和I中的一种或多种组合。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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