行业领域

新一代信息技术产业,新材料产业,未来显示,电子核心产业,下一代信息网络产业

需求背景

RbPbCl₃为标准ABX₃构型单组分全无机卤钙钛矿，仅含单一A位Rb⁺、单一B位Pb²⁺、单一X位Cl^-，本征带隙覆盖日盲深紫外波段，适配航天大气紫外监测、电力设备局放巡检、安防日盲探测、物联网极端环境传感等前沿场景。相较SiC、ZnO传统宽禁带探测材料，该材料紫外光吸收系数更高、本征暗电流更低、抗紫外辐照稳定性优异，且可低温溶液制备，是低成本微型紫外探测器件潜力光电薄膜材料。

当前全球范围内该材料仅停留在高校零星实验室小试样试制阶段，不存在标准化成膜、钝化成套工艺，无商用薄膜样品流通。

该材料结晶容忍窗口狭窄，原料配比微小偏差、微量杂质均会生成 RbCl、PbCl₂杂晶；常规溶液成膜工艺易产生孔洞、晶界缺陷，同时长期紫外照射会造成[PbCl₆]八面体晶格畸变，大幅降低探测信噪比，属于行业共性实验室研发瓶颈。

公司现有千吨级高纯铷盐产线，可自主供给99.95%级高纯氯化铷、配套高纯铅盐前驱，能从源头降低杂质引入，适配实验室高精度小试样制备需求。目前企业专用薄膜制备与光电测试实验室尚在筹建，未开展任何溶液配方、成膜、钝化小试实验。本次合作仅限实验室小样品基础工艺摸索、机理探究，全程仅产出少量实验试样，不开展中试、量产放大及产业化落地，目标搭建国产原料适配的薄膜制备小试流程，解决国内科研试样进口依赖问题。

需解决的主要技术难题

(1)   高纯前驱精准配比与杂晶抑制小试难题

RbPbCl₃稳定化学计量比为Rb⁺:Pb²⁺:Cl^-=1:1:3，体系容忍因子窄，常规原料处理方式无法去除微量金属、含氧杂质，溶液配比失衡极易析出二元杂晶。缺少适配实验室小批量配制的分级纯化、动态组分补偿简易工艺，小试薄膜杂相占比高，无法获得纯相实验样品。

(2)   低缺陷致密薄膜小试成型工艺短板

实验室常规旋涂、浸渍成膜方法难以调控结晶速率，薄膜晶粒细小、针孔与晶界裂隙多，大量晶界形成非辐射复合中心，削弱紫外光生载流子收集能力。现有成熟配体调控、梯度退火方案均未适配小批量实验室制备场景，薄膜均匀性差，不同批次试样性能离散度高。

(3)   薄膜抗光老化钝化实验室工艺空白

持续紫外辐照会破坏[PbCl₆]八面体结构，生成氯离子空位缺陷，提升器件暗电流。目前无适配实验室小试样的低温钝化、简易高阻隔封装流程，小试薄膜光照衰减严重，无法完成长效老化对比实验。

(4)   无水无氧小试配套条件缺失

RbPbCl₃前驱溶液与湿膜极易吸水分解，普通开放实验环境会持续引入水致缺陷；缺少小型密闭低水氧操作小试装置，无法搭建全流程无水小样品制备路线，实验复现性差。

(5)   日盲薄膜小型化表征手段不完善

通用实验室光电测试设备无200—320nm日盲配套光源，缺少适配小尺寸试样的低噪声微型测试工装，无统一薄膜缺陷、紫外响应、老化评价小试规范，不同批次试样数据难以横向对比，工艺优化效率低。

期望实现的主要技术目标

(1)        搭建实验室小批量前驱纯化、精准配液流程，小试薄膜 XRD 无明显杂晶衍射峰，纯相试样制备复现率≥90%，单次实验可制备多组平行小尺寸薄膜样品。

(2)        开发适配实验室操作的配体调控、分段退火成膜工艺，薄膜针孔占比＜2%，晶粒尺寸提升，光生载流子复合损耗降低40%，小试样批次性能离散度明显下降。

(3)        形成实验室简易钝化、阻隔封装操作流程，薄膜原型器件1000h 紫外辐照性能衰减≤18%，常温存放30天可稳定用于对比实验。

(4)        搭建小型无水无氧密闭小试操作体系，消除水分诱发晶格缺陷，形成稳定、可重复的实验室小样品制备全流程。

         (5)        配套日盲波段小试样专用测试工装，建立薄膜制备、退火、钝化、老化全套实验室标准化操作SOP，仅产出科研小样品，不具备产业化放大条件。