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水相合成助力高纯度钙钛矿微晶：高取向度、精确计量、低缺陷的钙钛矿前驱体
创建于2024.10.18
钙钛矿晶体前驱体简介
钙钛矿晶体前驱体是制备钙钛矿材料的关键化合物，通常由铅、锡与卤素（如碘、溴、氯）等元素的化合物，与有机或无机阳离子（如甲脒或铯）结合形成。前驱体的质量和组成直接影响钙钛矿薄膜的结晶质量及其光电性能。前驱体的制备工艺不断发展，以提高其纯度、结晶度和稳定性。
传统工艺合成
传统工艺中，能快速获得钙钛矿薄膜，但在杂质控制、环保性和大规模生产方面存在挑战。有机溶剂对环境有危害，且难以有效去除前驱体中的杂质，这些因素影响了材料的性能和稳定性。
新工艺水相合成
普太科技新开发水相合成工艺，使用水作为溶剂取代传统的有机溶剂，大大提高了前驱体的纯度和环保性。水相合成采用氢碘酸（HI）作为溶剂，将铅源（如醋酸铅三水合物）与有机阳离子前体溶解于水中，并通过精确控制反应条件生成高质量的钙钛矿晶体前驱体。相比传统工艺，水相合成有效去除杂质，使晶体纯度高达 99.99%以上，并能实现大规模生产，降低环境污染，是一种更可持续的制备方法。
深圳普太科技有限公司由徐保民博士、王行柱博士联合创立，是南方科技大学的校办企业，专注于钙钛矿微晶材料的研发、生产和销售，是一家国家高新技术企业。创始人徐保民博士带领研发团队基于水相合成工艺开发了多种钙钛矿微晶材料，包括FAPbI3、FAPbBr3、FAPbCl3；MAPbI3、MAPbBr3、MAPbCl3；以及CsPbI3、CsPbBr3、CsPbCl3等。我们的产品具备以下优势：
1. 超高纯度：合成的钙钛矿微晶材料纯度高达99.99%至99.999%。超高纯度能够减少杂质引起的缺陷密度，从而提升电池的稳定性，并延长载流子的扩散长度，以提高电池效率。
2. 良好的环境稳定性：我们的材料具备较好的环境稳定性，易于储存，便于长期使用。
3. 批次一致性高：采用精确的化学计量比，确保每批次材料的一致性，有助于提升器件实验结果的可靠性及产线上的一致性与良品率。
4. 绿色环保：采用水作为溶剂，具备真正的绿色环保特性。
5. 工业级生产能力：支持从试剂级、公斤级到百公斤级甚至吨级的高效生产，全面满足工业化大规模应用的需求。
6.每批次产品均经专业科研团队器件验证，品质稳定可靠！
水相合成工艺相关研究发表在国际顶级期刊《Science》上，详情请参见《Science》, 第383卷，6682期，pp.524-531，文章链接：
晶体材料的溶剂选择：建议使用DMF和DMSO的混合溶剂进行溶解，在大面积制备中DFM溶剂和NMP溶剂也可以很好溶解。
高 DN 溶剂的作用：高 DN 溶剂（如 DMF、DMSO 等）由于其较强的 Lewis 碱性，能够与钙钛矿前驱体中的铅离子（Pb²⁺）形成较强的配位作用。这种配位作用有助于前驱体化合物在溶液中的稳定存在，并形成均匀的溶液。
· 溶解性和均匀性：高 DN 溶剂能够提高前驱体的溶解性和溶液的均匀性，从而在薄膜沉积过程中帮助形成高质量的钙钛矿薄膜。这对于钙钛矿的晶体生长和最终薄膜的平整性、晶粒尺寸控制具有重要意义。
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