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一种用于X射线探测的钙钛矿络合物的制备方法及其产品与应用
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-09-08 15:45:12
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-09-26 12:01:24
本发明提供了一种用于X射线探测的钙钛矿络合物的制备方法及其产品与应用，所述制备方法包括：将钙钛矿与溶剂混合，得到混合物，干燥，即得。本发明利用铅卤钙钛矿和极性有机溶剂之间的亲和力，通过在钙钛矿粉体中引入适量极性溶剂合成钙钛矿‑溶剂络合物。得到的溶剂络合物质地柔软，具有良好的加工灵活性，较小的压力下可以得到致密均匀的钙钛矿晶片，并在压片过程中释放络合的溶剂，溶剂挥发的过程中可有效促进重结晶，钙钛矿晶体晶界融合、提高晶片电荷传输性能，此外，晶片生长过程中，可实现与导电基板的一体化集成，制备高效X射线探测器。本方法操作简单，新颖独特，可获得高灵敏度的钙钛矿X射线探测器，有良好的应用前景。
1.一种用于X射线探测的钙钛矿络合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将钙钛矿与溶剂混合，得到混合物，干燥，即得钙钛矿络合物；
所述溶剂包括极性溶剂A和溶剂B；所述极性溶剂A包括DMF、DMSO、NMP或GBL中的任意一种或至少两种的组合；
所述钙钛矿包括化学式为XnPbnY3n的铅卤钙钛矿，所述n为1或大于1的整数，所述X各自独立地选自MA、FA或Cs中的任意一种，所述Y各自独立地选自I或Br。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂B包括氯仿、甲苯、异丙醇、丙酮、氯苯或乙醚中的任意一种或至少两种的组合。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述混合物中钙钛矿与溶剂的质量比为1:(5-20)；
优选地，所述极性溶剂A与溶剂B的体积比为(1-10):(100-200)；
优选地，所述混合的温度为15-40℃，所述混合的时间为30-120min；
优选地，所述混合在搅拌下进行，所述搅拌的速度为200-1000rpm；
X射线探测已经被广泛应用于医学成像、工业检测、安全检查等领域，与人们的生活息息相关。为了减少高剂量X射线所带来的辐射损伤，目前对X射线探测器提出了更高的灵敏度和更低的检测限的要求。通常，X射线探测器有直接和间接两种不同的探测模式。间接探测依靠闪烁体进行二次光电转化，不可避免的受到效率低、可见光色散等难以克服的问题，导致探测灵敏度低、辐射剂量高、空间分辨率差。相比之下，基于半导体材料的直接X射线探测器可通过一次光电转换，直接将X射线转换成电信号，因此可具有更高的探测效率和更低的检测限。开发新型高效光敏半导体材料是直接X射线成像探测器走向应用的关键。
中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。
本发明提供的制备方法利用铅卤钙钛矿和极性有机溶剂之间的亲和力，通过在钙钛矿粉体中引入适量极性溶剂合成钙钛矿-溶剂络合物。所获得溶剂络合物质地柔软，具有更好的加工灵活性，较小的压力下可以得到致密均匀的钙钛矿晶片。不仅如此，压片的过程中施加的压力可导致络合物中的溶剂被挤压出来。一方面，溶剂可作为粘接剂促进晶片进一步和基底结合；另一方面，溶剂挥发的过程中可有效促进重结晶，进一步促进晶片表面晶界融合、提高电荷传输性能、降低暗电流，此外，晶片生长过程中，可实现与导电基板(ITO玻璃、TFT或CMOS像素芯片)的一体化集成，从而可以用于制备高效X射线探测器(由本发明提供的钙钛矿-溶剂络合物制得的X射线探测器的光响应灵敏度可达6737μC Gy
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以上)。本方法操作简单，新颖独特，可获得满足市场需求的钙钛矿X射线探测器，有良好的应用前景。
技术合作
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的一种用于X射线探测的钙钛矿络合物的制备方法及其产品与应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
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