一种铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法转让专利
申请号 : CN202010368474.7
文献号 : CN113584594B
文献日 : 2022-05-13
发明人 : 曾寿信 , 赵泽恩 , 袁国亮
申请人 : 南京理工大学
摘要 :
本发明公开了一种铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法，所述单晶薄膜以CH3NH3PbI3为母体，在铅位掺杂La，得到分子式为CH3NH3Pb1‑xLa2x/3I3(x=0.005‑0.19)的单晶薄膜，在铅位掺杂Sm，得到分子式为CH3NH3Pb1‑ySm2y/3I3(x=0.005‑0.19)的单晶薄膜，在铅位掺杂Pr，得到分子式为CH3NH3Pb1‑zPrzI3(z=0.005‑0.27)的单晶薄膜。本发明通过La、Sm、Pr元素的掺杂有效的提高了载流子的饱和极化强度、剩余极化强度、压电系数和迁移率，铅位取代较大地提高了其光电性能，且降低了重金属铅带来的毒性，该工艺简单，制备过程易于控制，重复性高。
权利要求 :
1.一种铅位掺杂的甲胺铅碘钙钛矿单晶薄膜，其特征在于，所述单晶薄膜以CH3NH3PbI3为母体，在铅位掺杂元素La，得到分子式为CH3NH3Pb1‑xLa2x/3I3的单晶薄膜，x=0.005‑0.19；
在铅位掺杂元素Sm，得到分子式为CH3NH3Pb1‑ySm2y/3I3的单晶薄膜，y=0.005‑0.19；在铅位掺杂元素Pr，得到分子式为CH3NH3Pb1‑zPrzI3的单晶薄膜， z=0.005‑0.27。
2.如权利要求1所述的单晶薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将提纯后的甲基碘化铵、碘化铅和掺杂元素的碘化物按照目标薄膜配比进行配料，置于N,N‑二甲基甲酰胺或γ‑丁内酯溶剂中，充分搅拌均匀，过滤后置于100℃下加热生长3小时，即得含甲胺铅碘子晶的前驱体溶液；
（2）将步骤（1）所得前驱体溶液均匀地铺展在洁净的衬底上，静置15秒后旋涂，所得薄膜再在起始温度为80℃的热台上开始退火，使单晶缓缓析出，再以2℃/分钟的加热速率升温至100℃，保温10分钟去除有机溶剂，继续升温至110℃，即得铅位掺杂甲胺铅碘准单晶薄膜；
（3）将步骤（2）所得准单晶薄膜面朝向下，使其漂浮在50℃的含甲胺铅碘子晶的前驱体溶液表面，以5℃/h的加热速率缓慢升温，保温9‑20小时，即得所述的单晶薄膜。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的充分搅拌是指在60℃、
1000 r/分钟下搅拌12小时。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，衬底为聚酰亚胺(PI)，将衬底预热到75℃。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，旋涂工艺参数如下：布胶时间为
10秒，布胶转速为600 r/分钟，匀胶时间为25秒，匀胶转速为4000 r/分钟。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，退火在纯度大于99.999%的高纯氮气气氛下进行。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，当掺杂元素为La时，保温12‑18小时。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，当掺杂元素为Sm时，保温13‑20小时。
9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，当掺杂元素为Pr时，保温9‑15小时。
10.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述单晶薄膜为(100)晶面的单晶薄膜。
说明书 :
一种铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于卤素钙钛矿技术领域，涉及一种位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法。
背景技术
[0002] 稀土离子特殊的电阻组态决定了其独特的光谱行为，这也是稀土元素物化电磁性质形成的内在原因。La、Pr和Sm作为三种掺杂稀土元素有着许多优异的性能。2019年，Shkir
等人通过简便的喷雾热解方法成功制造了高质量的基于Pr：CdS薄膜的光电探测器，掺杂Pr
后薄膜的响应度(R)、比检测度(D*)、外量子效率值(EQE)和光电开关特性都得到了增强，使
Pr：CdS成为高质量的光电探测器(M Shkir,et al.A Noticeable Effect of Pr Doping
on Key Optoelectrical Properties of CdS Thin Films Prepared Using Spray
Pyrolysis Technique for High‑performance Photodetector Applications,Ceramics
International,2020,46,4652‑4663)。2006年，Lee等人发现BiFeO3薄膜掺杂La能够增加其
偏振转换、疲劳行为以及室温饱和磁化强度(Y H Lee,et al.Influence of La Doping in
Multiferroic Properties of BiFeO3 Thin Films,Applied Physics Letters,2006,88,
042903)。2015年，He等人发现ZnO薄膜掺杂Sm后可提高在紫外‑可见光范围内的透射率，增
加带隙并降低其电阻率。以上元素在钙钛矿铁电领域都得到了应用(H Y He,et al.Sm‑
doping Effect on Optical and Electrical Properties of ZnO Films,Journal of
Nanostructure in Chemistry,2015,5,169‑175)。然而，异质掺杂相关的晶体生长技术存
在着诸多限制和挑战，例如，采用反溶剂蒸气辅助结晶法需要选择适合所有前驱体的溶剂‑
反溶剂组合，此外，从饱和溶液中冷却的晶体生长过程，其温度可能太低，无法将掺杂剂与
其前驱体分离。这些方法结晶的速度非常慢，非常接近平衡时的条件，因而不利于杂质混入
主晶格。
等人通过简便的喷雾热解方法成功制造了高质量的基于Pr：CdS薄膜的光电探测器，掺杂Pr
后薄膜的响应度(R)、比检测度(D*)、外量子效率值(EQE)和光电开关特性都得到了增强，使
Pr：CdS成为高质量的光电探测器(M Shkir,et al.A Noticeable Effect of Pr Doping
on Key Optoelectrical Properties of CdS Thin Films Prepared Using Spray
Pyrolysis Technique for High‑performance Photodetector Applications,Ceramics
International,2020,46,4652‑4663)。2006年，Lee等人发现BiFeO3薄膜掺杂La能够增加其
偏振转换、疲劳行为以及室温饱和磁化强度(Y H Lee,et al.Influence of La Doping in
Multiferroic Properties of BiFeO3 Thin Films,Applied Physics Letters,2006,88,
042903)。2015年，He等人发现ZnO薄膜掺杂Sm后可提高在紫外‑可见光范围内的透射率，增
加带隙并降低其电阻率。以上元素在钙钛矿铁电领域都得到了应用(H Y He,et al.Sm‑
doping Effect on Optical and Electrical Properties of ZnO Films,Journal of
Nanostructure in Chemistry,2015,5,169‑175)。然而，异质掺杂相关的晶体生长技术存
在着诸多限制和挑战，例如，采用反溶剂蒸气辅助结晶法需要选择适合所有前驱体的溶剂‑
反溶剂组合，此外，从饱和溶液中冷却的晶体生长过程，其温度可能太低，无法将掺杂剂与
其前驱体分离。这些方法结晶的速度非常慢，非常接近平衡时的条件，因而不利于杂质混入
主晶格。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种铅位掺杂的甲胺铅碘钙钛矿单晶薄膜及其制备方法，该方法工艺简单，制备过程易于控制，重复性高，能够制备出高质量的单晶薄膜。
[0004] 实现本发明目的的技术方案是：一种铅位掺杂的甲胺铅碘钙钛矿单晶薄膜，所述单晶薄膜以甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)为母体，在铅位掺杂元素La，得到分子式为CH3NH3Pb1‑
xLa2x/3I3的单晶薄膜，x＝0.005‑0.19；在铅位掺杂元素Sm，得到分子式为CH3NH3Pb1‑ySm2y/3I3
的单晶薄膜，y＝0.005‑0.19；在铅位掺杂元素Pr，得到分子式为CH3NH3Pb1‑zPrzI3的单晶薄
膜，z＝0.005‑0.27。
xLa2x/3I3的单晶薄膜，x＝0.005‑0.19；在铅位掺杂元素Sm，得到分子式为CH3NH3Pb1‑ySm2y/3I3
的单晶薄膜，y＝0.005‑0.19；在铅位掺杂元素Pr，得到分子式为CH3NH3Pb1‑zPrzI3的单晶薄
膜，z＝0.005‑0.27。
[0005] 本发明所述的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜的制备方法，包括以下步骤：
[0006] (1)将提纯后的甲基碘化铵(CH6IN)、碘化铅(PbI2)和掺杂元素的碘化物按照目标薄膜配比进行配料，置于N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)或γ‑丁内酯(GBL)溶剂中，充分搅拌均
匀，过滤后置于100℃下加热生长3小时，即得含甲胺铅碘子晶的前驱体溶液；
匀，过滤后置于100℃下加热生长3小时，即得含甲胺铅碘子晶的前驱体溶液；
[0007] (2)将步骤(1)所得前驱体溶液均匀地铺展在洁净的衬底上，静置15秒后旋涂，所得薄膜再在起始温度为80℃的热台上开始退火，使单晶缓缓析出，再以2℃/分钟的加热速
率升温至100℃，保温10分钟去除有机溶剂，继续升温至110℃，即得铅位掺杂甲胺铅碘准单
晶薄膜；
率升温至100℃，保温10分钟去除有机溶剂，继续升温至110℃，即得铅位掺杂甲胺铅碘准单
晶薄膜；
[0008] (3)将步骤(2)所得准单晶薄膜面朝向下，使其漂浮在50℃的含甲胺铅碘子晶的前驱体溶液表面，以5℃/h的加热速率缓慢升温，保温9‑20小时，即得所述的铅位掺杂甲胺铅
碘单晶薄膜。
碘单晶薄膜。
[0009] 较佳的，步骤(1)中，所述的充分搅拌是指在60℃、1000r/分钟下搅拌12小时。
[0010] 较佳的，步骤(2)中，衬底为聚酰亚胺(PI)，将衬底预热到75℃。
[0011] 较佳的，步骤(2)中，旋涂工艺参数如下：布胶时间为10秒，布胶转速为600r/分钟，匀胶时间为25秒，匀胶转速为4000r/分钟。
[0012] 较佳的，步骤(2)中，退火在纯度大于99.999％的高纯氮气气氛下进行。
[0013] 较佳的，步骤(3)中，当掺杂元素为La时，保温12‑18小时。
[0014] 较佳的，步骤(3)中，当掺杂元素为Sm时，保温13‑20小时。
[0015] 较佳的，步骤(3)中，当掺杂元素为Pr时，保温9‑15小时。
[0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明工艺稳定可靠，制备过程易于控制，重复性高，可以制备出均匀、高质量的大面积铅位掺杂的甲胺铅碘钙钛矿单晶薄膜，铅
位取代较大地提高了其光电性能及压电系数，且降低了重金属铅带来的毒性。
位取代较大地提高了其光电性能及压电系数，且降低了重金属铅带来的毒性。
附图说明
[0017] 图1为甲胺铅碘的晶胞示意图。
[0018] 图2为本发明所述的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜(100)晶面压电系数测量装置的结构示意图，1‑上电极；2‑铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜；3‑下电极。4‑示波器。
[0019] 图3为本发明实施例1～72制备的La、Sm和Pr铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜的饱和极化强度。
[0020] 图4为本发明实施例1～72制备的La、Sm或Pr铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜的剩余极化强度。
[0021] 图5为本发明实施例1～72制备的La、Sm或Pr铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜的压电系数d33。
[0022] 图6为本发明实施例1～72制备的La、Sm或Pr铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜的电子迁移率。
[0023] 图7为本发明实施例1～72制备的La、Sm或Pr铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜的空穴迁移率。
[0024] 图8为甲胺铅碘单晶薄膜的XRD衍射图谱。
具体实施方式
[0025] 为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明进一步详细说明。下述实施例仅为本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范
围，即凡是依据本发明申请专利范围所做的修饰，均属于本发明专利涵盖的范围。
围，即凡是依据本发明申请专利范围所做的修饰，均属于本发明专利涵盖的范围。
[0026] 由于La、Pr和Sm由于离子半径与Pb相近，如果能较好地掺杂在甲胺铅碘的钙钛矿结构中取代Pb位，不仅可以减少Pb的含量，展现出环境友好性，而且由于其上转换和下转换
作用，可以扩大吸收光谱的范围。由此可以看出，将稀土离子LA、P和Sm掺入甲胺铅碘钙钛矿
中有利于效率的提高。
作用，可以扩大吸收光谱的范围。由此可以看出，将稀土离子LA、P和Sm掺入甲胺铅碘钙钛矿
中有利于效率的提高。
[0027] 本发明所述的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法，所述单晶薄膜以甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)为母体，在铅位掺杂La，得到分子式为CH3NH3Pb1‑xLa2x/3I3(x＝0.005‑0.19)
的单晶薄膜，在铅位掺杂Sm，得到分子式为CH3NH3Pb1‑ySm2y/3I3(x＝0.005‑0.19)的单晶薄
膜，在铅位掺杂Pr，得到分子式为CH3NH3Pb1‑zPrzI3(z＝0.005‑0.27)的单晶薄膜。分子式为
CH3NH3Pb1‑xLa2x/3I3、CH3NH3Pb1‑ySm2y/3I3和CH3NH3Pb1‑zPrzI3，x、y、z为元素La、Sm、Pr的原子百
分比，x、y、z数值范围内的所有数值均适用。此外，当0.15≤x≤0.19,0.13≤y≤0.15,0.23
≤z≤0.27时，所述铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜由四方相转变为正交相。
的单晶薄膜，在铅位掺杂Sm，得到分子式为CH3NH3Pb1‑ySm2y/3I3(x＝0.005‑0.19)的单晶薄
膜，在铅位掺杂Pr，得到分子式为CH3NH3Pb1‑zPrzI3(z＝0.005‑0.27)的单晶薄膜。分子式为
CH3NH3Pb1‑xLa2x/3I3、CH3NH3Pb1‑ySm2y/3I3和CH3NH3Pb1‑zPrzI3，x、y、z为元素La、Sm、Pr的原子百
分比，x、y、z数值范围内的所有数值均适用。此外，当0.15≤x≤0.19,0.13≤y≤0.15,0.23
≤z≤0.27时，所述铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜由四方相转变为正交相。
[0028] 本发明所述的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜的制备方法，包括以下步骤：
[0029] 步骤1、将提纯后的甲基碘化铵(CH6IN)、碘化铅(PbI2)和掺杂元素的碘化物(SmI3、LaI3、或PrI2)按照所得单晶薄膜的分子式进行配料，以N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)或γ‑丁内
酯(GBL)为溶剂，在60℃、1000r/分钟的热台上搅拌加热12小时。使用0.20μm的聚四氟乙烯
过滤器过滤清洁后，将所得溶液放入100℃的油浴锅中加热生长3小时后即得含甲胺铅碘子
晶的前驱体溶液。
酯(GBL)为溶剂，在60℃、1000r/分钟的热台上搅拌加热12小时。使用0.20μm的聚四氟乙烯
过滤器过滤清洁后，将所得溶液放入100℃的油浴锅中加热生长3小时后即得含甲胺铅碘子
晶的前驱体溶液。
[0030] 步骤2：将衬底(聚酰亚胺PI)预热到75℃，将步骤1所得前驱体溶液均匀地铺展在洁净的衬底上静置15秒后旋涂，获得薄膜，其中，布胶时间为10秒，布胶转速为600r/分钟，
匀胶时间为25秒，匀胶转速为4000r/分钟。旋涂后所得薄膜再在起始温度为80℃的热台上
开始退火，使单晶缓缓析出，再以2℃/分钟的加热速率升温至100℃，保温10分钟去除有机
溶剂，继续升温至110℃，即得铅位掺杂甲胺铅碘准单晶薄膜，退火气氛为纯度大于
99.999％的高纯氮气，整个旋涂及退火过程需在手套箱内进行。
匀胶时间为25秒，匀胶转速为4000r/分钟。旋涂后所得薄膜再在起始温度为80℃的热台上
开始退火，使单晶缓缓析出，再以2℃/分钟的加热速率升温至100℃，保温10分钟去除有机
溶剂，继续升温至110℃，即得铅位掺杂甲胺铅碘准单晶薄膜，退火气氛为纯度大于
99.999％的高纯氮气，整个旋涂及退火过程需在手套箱内进行。
[0031] 步骤3：将步骤2所得准单晶薄膜面朝向下，使其漂浮在按照步骤1所述方法新鲜配制的50℃含甲胺铅碘子晶的前驱体溶液表面，以5℃/h的加热速率缓慢升温，制备
CH3NH3Pb1‑xLa2x/3I3(x＝0.005‑0.19)单晶薄膜时，保温12‑18小时，制备CH3NH3Pb1‑ySm2y/3I3(y
＝0.005‑0.15)单晶薄膜时，保温13‑20小时，制备CH3NH3Pb1‑zPrzI3(z＝0.005‑0.27)单晶薄
膜，保温9‑15小时，之后取下衬底，即可得到所述的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜。
CH3NH3Pb1‑xLa2x/3I3(x＝0.005‑0.19)单晶薄膜时，保温12‑18小时，制备CH3NH3Pb1‑ySm2y/3I3(y
＝0.005‑0.15)单晶薄膜时，保温13‑20小时，制备CH3NH3Pb1‑zPrzI3(z＝0.005‑0.27)单晶薄
膜，保温9‑15小时，之后取下衬底，即可得到所述的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜。
[0032] 实施例1
[0033] 一种铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法，所述单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.994La0.004I3，具体制备步骤如下：
[0034] 步骤1、将提纯后摩尔比为3:3:2的甲基碘化铵(CH6IN)、碘化铅(PbI2)和碘化镧(LaI3)混合，以N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，在60℃、1000转/分钟的热台上搅拌12小
时。使用0.20μm的聚四氟乙烯过滤器过滤清洁后，即浓度为0.5mol/L的溶液。将该溶液放入
100℃的油浴锅中加热生长3小时后即可得到含甲胺铅碘子晶的前驱体溶液。
时。使用0.20μm的聚四氟乙烯过滤器过滤清洁后，即浓度为0.5mol/L的溶液。将该溶液放入
100℃的油浴锅中加热生长3小时后即可得到含甲胺铅碘子晶的前驱体溶液。
[0035] 步骤2：将衬底预热到75℃，衬底优选为聚酰亚胺(PI)。将前驱体溶液均匀地铺展在洁净的衬底上静置15秒后旋涂，获得均匀的铅位掺杂甲胺铅碘准单晶薄膜。布胶时间为
10秒，布胶转速为600转/分钟，匀胶时间为25秒，匀胶转速为4000转/分钟。在100℃退火10
分钟以去除有机溶剂，退火气氛为纯度大于99.999％的高纯氮气。在起始温度为80℃的热
台上退火，使单晶缓缓析出，以2℃/分钟的加热速率升温至110℃，即可在衬底上制备得到
准单晶薄膜。整个旋涂及退火过程需在手套箱内进行。
10秒，布胶转速为600转/分钟，匀胶时间为25秒，匀胶转速为4000转/分钟。在100℃退火10
分钟以去除有机溶剂，退火气氛为纯度大于99.999％的高纯氮气。在起始温度为80℃的热
台上退火，使单晶缓缓析出，以2℃/分钟的加热速率升温至110℃，即可在衬底上制备得到
准单晶薄膜。整个旋涂及退火过程需在手套箱内进行。
[0036] 步骤3、将步骤1所得准单晶薄膜面朝向下，使其漂浮在50℃新配制的铅位掺杂甲胺铅碘前驱体溶液表面，以5℃/h的加热速率缓慢升温，经过12小时之后取下衬底，即可得
到所述材料。
到所述材料。
[0037] 为了测试单晶薄膜的相关性能，将得到的材料分别用铁电测试仪、迈克尔逊干涉仪以及TOF高精度载流子迁移率测试系统测量其各项性能。通过铁电测试仪得到单晶薄膜
自发极化随外电场的变化(电滞回线)，进而得到其饱和极化强度Ps和剩余极化强度Pr。通过
飞行时间(TOF)法计算得出单晶薄膜的载流子迁移率。通过激光干涉法测量单晶薄膜沿
(100)方向上的压电系数。
自发极化随外电场的变化(电滞回线)，进而得到其饱和极化强度Ps和剩余极化强度Pr。通过
飞行时间(TOF)法计算得出单晶薄膜的载流子迁移率。通过激光干涉法测量单晶薄膜沿
(100)方向上的压电系数。
[0038] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶剂2
种类、前驱体溶液浓度以及生长时间。饱和极化强度为13.5μC/cm ，剩余极化强度为8.1μC/
2 2 ‑1 ‑1
cm ，沿(100)方向测量的压电系数d33为3.6pm/V，空穴迁移率为42.64cmV s ，电子迁移率
2 ‑1 ‑1
为68.22cmV s ，如表2所示。
种类、前驱体溶液浓度以及生长时间。饱和极化强度为13.5μC/cm ，剩余极化强度为8.1μC/
2 2 ‑1 ‑1
cm ，沿(100)方向测量的压电系数d33为3.6pm/V，空穴迁移率为42.64cmV s ，电子迁移率
2 ‑1 ‑1
为68.22cmV s ，如表2所示。
[0039] 实施例2
[0040] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂。
[0041] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为14.2μC/cm ，剩余极化强度为8.7μC/cm ，沿(100)方向
2 ‑1 ‑1 2 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为4.3pm/V，空穴迁移率为44.72cmV s ，空穴迁移率为70.55cmV s ，
如表2所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为14.2μC/cm ，剩余极化强度为8.7μC/cm ，沿(100)方向
2 ‑1 ‑1 2 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为4.3pm/V，空穴迁移率为44.72cmV s ，空穴迁移率为70.55cmV s ，
如表2所示。
[0042] 实施例3
[0043] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中步骤1的前驱体溶液浓度为1mol/L。
[0044] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为14.7μC/cm ，剩余极化强度为9.7μC/cm ，沿(100)方向
2 ‑1 ‑1 2 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为4.1pm/V，空穴迁移率为43.75cmV s ，电子迁移率为70.12cmV s ，
如表2所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为14.7μC/cm ，剩余极化强度为9.7μC/cm ，沿(100)方向
2 ‑1 ‑1 2 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为4.1pm/V，空穴迁移率为43.75cmV s ，电子迁移率为70.12cmV s ，
如表2所示。
[0045] 实施例4
[0046] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂，前驱体溶液浓度为1mol/L。
[0047] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.6μC/cm ，剩余极化强度为10.3μC/cm ，沿(100)方向
2 ‑1 ‑1 2 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为5.6pm/V，空穴迁移率为46.52cmV s ，电子迁移率为72.47cmV s ，
如表2所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.6μC/cm ，剩余极化强度为10.3μC/cm ，沿(100)方向
2 ‑1 ‑1 2 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为5.6pm/V，空穴迁移率为46.52cmV s ，电子迁移率为72.47cmV s ，
如表2所示。
[0048] 实施例5
[0049] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中步骤3中的生长时间为18小时。
[0050] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.3μC/cm ，剩余极化强度为10.0μC/cm ，沿(100)方向
2 ‑1 ‑1 2 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为6.1pm/V，空穴迁移率为45.62cmV s ，电子迁移率为72.99cmV s ，
如表2所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.3μC/cm ，剩余极化强度为10.0μC/cm ，沿(100)方向
2 ‑1 ‑1 2 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为6.1pm/V，空穴迁移率为45.62cmV s ，电子迁移率为72.99cmV s ，
如表2所示。
[0051] 实施例6
[0052] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂，步骤3中的生长时间为18小时。
[0053] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.9μC/cm ，剩余极化强度为10.6μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为7.4pm/V，空穴迁移率为47.31V s ，电子迁移率为74.87V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.9μC/cm ，剩余极化强度为10.6μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为7.4pm/V，空穴迁移率为47.31V s ，电子迁移率为74.87V s ，如表2
所示。
[0054] 实施例7
[0055] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中步骤1的前驱体溶液浓度为1mol/L，步骤3中的生长时间为18小时。
[0056] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.4μC/cm ，剩余极化强度为10.2μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为6.9pm/V，空穴迁移率为47.77V s ，电子迁移率为76.43V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.4μC/cm ，剩余极化强度为10.2μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为6.9pm/V，空穴迁移率为47.77V s ，电子迁移率为76.43V s ，如表2
所示。
[0057] 实施例8
[0058] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂，前驱体溶液浓度为1mol/L，步骤3中的生长
时间为18小时。
时间为18小时。
[0059] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为16.8μC/cm ，剩余极化强度为10.4μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为8.1pm/V，空穴迁移率为49.21V s ，电子迁移率为78.45V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为16.8μC/cm ，剩余极化强度为10.4μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为8.1pm/V，空穴迁移率为49.21V s ，电子迁移率为78.45V s ，如表2
所示。
[0060] 实施例9
[0061] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.88La0.08I3。
[0062] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.8μC/cm ，剩余极化强度为9.5μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为7.2pm/V，空穴迁移率为52.59V s ，电子迁移率为84.14V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.8μC/cm ，剩余极化强度为9.5μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为7.2pm/V，空穴迁移率为52.59V s ，电子迁移率为84.14V s ，如表2
所示。
[0063] 实施例10
[0064] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.88La0.08I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂。
[0065] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为18.6μC/cm ，剩余极化强度为和9.9μC/cm ，沿(100)方
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
向测量的压电系数d33为7.6pm/V，空穴迁移率为54.21V s ，电子迁移率为86.38V s ，如
表2所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为18.6μC/cm ，剩余极化强度为和9.9μC/cm ，沿(100)方
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
向测量的压电系数d33为7.6pm/V，空穴迁移率为54.21V s ，电子迁移率为86.38V s ，如
表2所示。
[0066] 实施例11
[0067] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.88La0.08I3，步骤1的前驱体溶液浓度为1mol/L。
[0068] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为18.3μC/cm ，剩余极化强度为9.6μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为7.9pm/V，空穴迁移率为53.61V s ，电子迁移率为85.78V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为18.3μC/cm ，剩余极化强度为9.6μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为7.9pm/V，空穴迁移率为53.61V s ，电子迁移率为85.78V s ，如表2
所示。
[0069] 实施例12
[0070] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.88La0.08I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂，前
驱体溶液浓度为1mol/L。
驱体溶液浓度为1mol/L。
[0071] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为19.5μC/cm ，剩余极化强度为10.4μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为9.1pm/V，空穴迁移率为55.87V s ，电子迁移率为87.90V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为19.5μC/cm ，剩余极化强度为10.4μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为9.1pm/V，空穴迁移率为55.87V s ，电子迁移率为87.90V s ，如表2
所示。
[0072] 实施例13
[0073] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.88La0.08I3，步骤3中的生长时间为18小时。
[0074] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为19.7μC/cm ，剩余极化强度为11.1μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为8.5pm/V，空穴迁移率为58.64V s ，电子迁移率为92.62V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为19.7μC/cm ，剩余极化强度为11.1μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为8.5pm/V，空穴迁移率为58.64V s ，电子迁移率为92.62V s ，如表2
所示。
[0075] 实施例14
[0076] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.88La0.08I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂,步
骤3中的生长时间为18小时。
骤3中的生长时间为18小时。
[0077] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为20.6μC/cm ，剩余极化强度为11.5μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为9.8pm/V，空穴迁移率为60.32V s ，电子迁移率为94.85V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为20.6μC/cm ，剩余极化强度为11.5μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为9.8pm/V，空穴迁移率为60.32V s ，电子迁移率为94.85V s ，如表2
所示。
[0078] 实施例15
[0079] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.88La0.08I3，步骤1的前驱体溶液浓度为1mol/L，步
骤3中的生长时间为18小时。
骤3中的生长时间为18小时。
[0080] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为20.1μC/cm ，剩余极化强度为11.3μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为10.2pm/V，空穴迁移率为64.98V s ，电子迁移率为98.77V s ，如表
2所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为20.1μC/cm ，剩余极化强度为11.3μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为10.2pm/V，空穴迁移率为64.98V s ，电子迁移率为98.77V s ，如表
2所示。
[0081] 实施例16
[0082] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.88La0.08I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂,前
驱体溶液浓度为1mol/L，步骤3中的生长时间为18小时。
驱体溶液浓度为1mol/L，步骤3中的生长时间为18小时。
[0083] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为20.9μC/cm ，剩余极化强度为11.6μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为11.3pm/V，空穴迁移率为66.63V s ，电子迁移率为100.19V s ，如
表2所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为20.9μC/cm ，剩余极化强度为11.6μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为11.3pm/V，空穴迁移率为66.63V s ，电子迁移率为100.19V s ，如
表2所示。
[0084] 实施例17
[0085] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82La0.12I3。
[0086] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.1μC/cm ，剩余极化强度为9.3μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为5.3pm/V，空穴迁移率为45.23V s ，电子迁移率为76.89V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.1μC/cm ，剩余极化强度为9.3μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为5.3pm/V，空穴迁移率为45.23V s ，电子迁移率为76.89V s ，如表2
所示。
[0087] 实施例18
[0088] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82La0.12I3,步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂。
[0089] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.8μC/cm ，剩余极化强度为9.7μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为6.4pm/V，空穴迁移率为47.79V s ，电子迁移率为78.26V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.8μC/cm ，剩余极化强度为9.7μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为6.4pm/V，空穴迁移率为47.79V s ，电子迁移率为78.26V s ，如表2
所示。
[0090] 实施例19
[0091] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82La0.12I3，步骤1的前驱体溶液浓度为1mol/L。
[0092] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为16.2μC/cm ，剩余极化强度为10.0μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为6.1pm/V，空穴迁移率为46.13V s ，电子迁移率为78.42V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为16.2μC/cm ，剩余极化强度为10.0μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为6.1pm/V，空穴迁移率为46.13V s ，电子迁移率为78.42V s ，如表2
所示。
[0093] 实施例20
[0094] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82La0.12I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂,前
驱体溶液浓度为1mol/L。
驱体溶液浓度为1mol/L。
[0095] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.6μC/cm ，剩余极化强度为和10.8μC/cm ，沿(100)方
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
向测量的压电系数d33为7.3pm/V，空穴迁移率为48.11V s ，电子迁移率为80.34V s ，如
表2所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.6μC/cm ，剩余极化强度为和10.8μC/cm ，沿(100)方
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
向测量的压电系数d33为7.3pm/V，空穴迁移率为48.11V s ，电子迁移率为80.34V s ，如
表2所示。
[0096] 实施例21
[0097] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82La0.12I3，步骤3中的生长时间为18小时。
[0098] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.1μC/cm ，剩余极化强度为10.3μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为7.6pm/V，空穴迁移率为48.98V s ，电子迁移率为83.27V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.1μC/cm ，剩余极化强度为10.3μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为7.6pm/V，空穴迁移率为48.98V s ，电子迁移率为83.27V s ，如表2
所示。
[0099] 实施例22
[0100] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82La0.12I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂,步
骤3中的生长时间为18小时。
骤3中的生长时间为18小时。
[0101] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.9μC/cm ，剩余极化强度为10.6μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为8.1pm/V，空穴迁移率为50.53V s ，电子迁移率为85.41V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.9μC/cm ，剩余极化强度为10.6μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为8.1pm/V，空穴迁移率为50.53V s ，电子迁移率为85.41V s ，如表2
所示。
[0102] 实施例23
[0103] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82La0.12I3，步骤1的前驱体溶液浓度为1mol/L，步
骤3中的生长时间为18小时。
骤3中的生长时间为18小时。
[0104] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.5μC/cm ，剩余极化强度为10.1μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为9.3pm/V，空穴迁移率为49.79V s ，电子迁移率为84.64V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.5μC/cm ，剩余极化强度为10.1μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为9.3pm/V，空穴迁移率为49.79V s ，电子迁移率为84.64V s ，如表2
所示。
[0105] 实施例24
[0106] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82La0.12I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂,前
驱体溶液浓度为1mol/L，步骤3中的生长时间为18小时。
驱体溶液浓度为1mol/L，步骤3中的生长时间为18小时。
[0107] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为18.6μC/cm ，剩余极化强度为10.7μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为9.8pm/V，空穴迁移率为51.55V s ，电子迁移率为86.78V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为18.6μC/cm ，剩余极化强度为10.7μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为9.8pm/V，空穴迁移率为51.55V s ，电子迁移率为86.78V s ，如表2
所示。
[0108] 实施例25
[0109] 一种铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法，所述单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.994Sm0.004I3，具体制备步骤如下：
[0110] 步骤1、将提纯后摩尔比为3:3:2的甲基碘化铵(CH6IN)、碘化铅(PbI2)和碘化镧(LaI3)混合，分别以N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)和γ‑丁内酯(GBL)为溶剂，在60℃、1000转/分
钟的热台上搅拌加热12小时。使用0.20μm的聚四氟乙烯过滤器过滤清洁后，即可制备出溶
液浓度为0.5mol/L的前驱体溶液。将前驱体溶液放入100℃的油浴锅中加热生长3小时后即
可得到含甲胺铅碘子晶的前驱体溶液。
钟的热台上搅拌加热12小时。使用0.20μm的聚四氟乙烯过滤器过滤清洁后，即可制备出溶
液浓度为0.5mol/L的前驱体溶液。将前驱体溶液放入100℃的油浴锅中加热生长3小时后即
可得到含甲胺铅碘子晶的前驱体溶液。
[0111] 步骤2：将衬底预热到75℃，衬底优选为聚酰亚胺(PI)。将前驱体溶液均匀地铺展在洁净的衬底上静置15秒后旋涂，获得均匀的铅位掺杂甲胺铅碘准单晶薄膜。布胶时间为
10秒，布胶转速为600转/分钟，匀胶时间为25秒，匀胶转速为4000转/分钟。在100℃退火10
分钟以去除有机溶剂，退火气氛为纯度大于99.999％的高纯氮气。在起始温度为80℃的热
台上退火，使单晶缓缓析出，以2℃/分钟的加热速率升温至110℃，即可在衬底上制备得到
准单晶薄膜。整个旋涂及退火过程需在手套箱内进行。
10秒，布胶转速为600转/分钟，匀胶时间为25秒，匀胶转速为4000转/分钟。在100℃退火10
分钟以去除有机溶剂，退火气氛为纯度大于99.999％的高纯氮气。在起始温度为80℃的热
台上退火，使单晶缓缓析出，以2℃/分钟的加热速率升温至110℃，即可在衬底上制备得到
准单晶薄膜。整个旋涂及退火过程需在手套箱内进行。
[0112] 步骤3、将步骤1所得准单晶薄膜面朝向下，使其漂浮在50℃新配制的铅位掺杂甲胺铅碘前驱体溶液表面，以5℃/h的加热速率缓慢升温，经过13小时之后取下衬底，即可得
到所述材料。
到所述材料。
[0113] 为了测试单晶薄膜的相关性能，将得到的材料分别用铁电测试仪、迈克尔逊干涉仪以及TOF高精度载流子迁移率测试系统测量其各项性能。通过铁电测试仪得到单晶薄膜
自发极化随外电场的变化(电滞回线)，进而得到其饱和极化强度Ps和剩余极化强度Pr。通过
飞行时间(TOF)法计算得出单晶薄膜的载流子迁移率。通过激光干涉法测量单晶薄膜沿
(100)方向上的压电系数。
自发极化随外电场的变化(电滞回线)，进而得到其饱和极化强度Ps和剩余极化强度Pr。通过
飞行时间(TOF)法计算得出单晶薄膜的载流子迁移率。通过激光干涉法测量单晶薄膜沿
(100)方向上的压电系数。
[0114] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为12.6μC/cm ，剩余极化强度为7.8μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为3.1pm/V，空穴迁移率为41.77V s ，电子迁移率为67.41V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为12.6μC/cm ，剩余极化强度为7.8μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为3.1pm/V，空穴迁移率为41.77V s ，电子迁移率为67.41V s ，如表2
所示。
[0115] 实施例26
[0116] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例13相同，不同的是：本实施例中步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂,前驱体溶液浓度为1mol/L。
[0117] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为13.4μC/cm ，剩余极化强度为8.2μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为3.7pm/V，空穴迁移率为43.12V s ，电子迁移率为65.98V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为13.4μC/cm ，剩余极化强度为8.2μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为3.7pm/V，空穴迁移率为43.12V s ，电子迁移率为65.98V s ，如表2
所示。
[0118] 实施例27
[0119] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例13相同，不同的是：本实施例中步骤1的前驱体溶液浓度为1mol/L。
[0120] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为13.2μC/cm ，剩余极化强度为8.0μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为3.9pm/V，空穴迁移率为42.97V s ，电子迁移率为66.45V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为13.2μC/cm ，剩余极化强度为8.0μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为3.9pm/V，空穴迁移率为42.97V s ，电子迁移率为66.45V s ，如表2
所示。
[0121] 实施例28
[0122] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例13相同，不同的是：本实施例中步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂，的前驱体溶液浓度为1mol/L。
[0123] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为14.7μC/cm ，剩余极化强度为9.7μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为4.8pm/V，空穴迁移率为44.78V s ，电子迁移率为68.07V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为14.7μC/cm ，剩余极化强度为9.7μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为4.8pm/V，空穴迁移率为44.78V s ，电子迁移率为68.07V s ，如表2
所示。
[0124] 实施例29
[0125] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例13相同，不同的是：本实施例中步骤3中的生长时间为20小时。
[0126] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为14.5μC/cm ，剩余极化强度为9.6μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为4.6pm/V，空穴迁移率为44.22V s ，电子迁移率为68.57V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为14.5μC/cm ，剩余极化强度为9.6μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为4.6pm/V，空穴迁移率为44.22V s ，电子迁移率为68.57V s ，如表2
所示。
[0127] 实施例30
[0128] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例13相同，不同的是：本实施例中步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂，步骤3中的生长时间为20小时。
[0129] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.4μC/cm ，剩余极化强度为10.2μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑
测量的压电系数d33为4.6pm/V和5.3pm/V，空穴迁移率为46.17V s ，电子迁移率为70.23V
1 ‑1
s ，如表2所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.4μC/cm ，剩余极化强度为10.2μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑
测量的压电系数d33为4.6pm/V和5.3pm/V，空穴迁移率为46.17V s ，电子迁移率为70.23V
1 ‑1
s ，如表2所示。
[0130] 实施例31
[0131] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例13相同，不同的是：本实施例中步骤1的前驱体溶液浓度为1mol/L，步骤3中的生长时间为20小时。
[0132] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.6μC/cm ，剩余极化强度为10.4μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为5.5pm/V，空穴迁移率为45.79V s ，电子迁移率为71.23V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.6μC/cm ，剩余极化强度为10.4μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为5.5pm/V，空穴迁移率为45.79V s ，电子迁移率为71.23V s ，如表2
所示。
[0133] 实施例32
[0134] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例13相同，不同的是：本实施例中步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂，前驱体溶液浓度为1mol/L，步骤3中的生
长时间为20小时。
长时间为20小时。
[0135] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为16.3μC/cm ，剩余极化强度为11.3μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为6.1pm/V，空穴迁移率为47.21V s ，电子迁移率为73.52V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为16.3μC/cm ，剩余极化强度为11.3μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为6.1pm/V，空穴迁移率为47.21V s ，电子迁移率为73.52V s ，如表2
所示。
[0136] 实施例33
[0137] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例13相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.88Sm0.08I3。
[0138] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.9μC/cm ，剩余极化强度为10.5μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为4.8pm/V，空穴迁移率为51.66V s ，电子迁移率为81.22V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.9μC/cm ，剩余极化强度为10.5μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为4.8pm/V，空穴迁移率为51.66V s ，电子迁移率为81.22V s ，如表2
所示。
[0139] 实施例34
[0140] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例13相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.88Sm0.08I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶
剂。
剂。
[0141] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.2μC/cm ，剩余极化强度为10.7μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为5.3pm/V，空穴迁移率为53.19V s ，电子迁移率为83.60V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.2μC/cm ，剩余极化强度为10.7μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为5.3pm/V，空穴迁移率为53.19V s ，电子迁移率为83.60V s ，如表2
所示。
[0142] 实施例35
[0143] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例13相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.88Sm0.08I3，步骤1的前驱体溶液浓度为1mol/
L。
L。
[0144] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为16.9μC/cm ，剩余极化强度为10.0μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为5.1pm/V，空穴迁移率为52.16V s ，电子迁移率为82.07V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为16.9μC/cm ，剩余极化强度为10.0μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为5.1pm/V，空穴迁移率为52.16V s ，电子迁移率为82.07V s ，如表2
所示。
[0145] 实施例36
[0146] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例13相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.88Sm0.08I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶
剂，前驱体溶液浓度为1mol/L。
剂，前驱体溶液浓度为1mol/L。
[0147] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.8μC/cm ，剩余极化强度为11.8μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为6.2pm/V，空穴迁移率为54.89V s ，电子迁移率为84.65V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.8μC/cm ，剩余极化强度为11.8μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为6.2pm/V，空穴迁移率为54.89V s ，电子迁移率为84.65V s ，如表2
所示。
[0148] 实施例37
[0149] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例13相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.88Sm0.08I3，步骤3中的生长时间为20小时。
[0150] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.3μC/cm ，剩余极化强度为11.5μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为6.5pm/V，空穴迁移率为57.13V s ，电子迁移率为87.12V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.3μC/cm ，剩余极化强度为11.5μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为6.5pm/V，空穴迁移率为57.13V s ，电子迁移率为87.12V s ，如表2
所示。
[0151] 实施例38
[0152] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例13相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.88Sm0.08I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶
剂，步骤3中的生长时间为20小时。
剂，步骤3中的生长时间为20小时。
[0153] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.9μC/cm ，剩余极化强度为11.8μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为7.4pm/V，空穴迁移率为59.34V s ，电子迁移89.67V s ，如表2所
示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.9μC/cm ，剩余极化强度为11.8μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为7.4pm/V，空穴迁移率为59.34V s ，电子迁移89.67V s ，如表2所
示。
[0154] 实施例39
[0155] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.88Sm0.08I3，步骤1的前驱体溶液浓度为1mol/L，步
骤3中的生长时间为20小时。
骤3中的生长时间为20小时。
[0156] 本本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶2 2
液浓度以及生长时间。饱和极化强度为18.2μC/cm ，剩余极化强度为12.0μC/cm ，沿(100)方
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
向测量的压电系数d33为7.2pm/V，空穴迁移率为60.86V s ，电子迁移率为94.06V s ，如
表2所示。
液浓度以及生长时间。饱和极化强度为18.2μC/cm ，剩余极化强度为12.0μC/cm ，沿(100)方
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
向测量的压电系数d33为7.2pm/V，空穴迁移率为60.86V s ，电子迁移率为94.06V s ，如
表2所示。
[0157] 实施例40
[0158] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.88Sm0.08I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂，前
驱体溶液浓度为1mol/L，步骤3中的生长时间为20小时。
驱体溶液浓度为1mol/L，步骤3中的生长时间为20小时。
[0159] 本本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶2 2
液浓度以及生长时间。饱和极化强度为19.0μC/cm ，剩余极化强度为12.5μC/cm ，沿(100)方
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
向测量的压电系数d33为7 8.3pm/V，空穴迁移率为62.52V s ，电子迁移率为96.34V s ，
如表2所示。
液浓度以及生长时间。饱和极化强度为19.0μC/cm ，剩余极化强度为12.5μC/cm ，沿(100)方
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
向测量的压电系数d33为7 8.3pm/V，空穴迁移率为62.52V s ，电子迁移率为96.34V s ，
如表2所示。
[0160] 实施例41
[0161] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82Sm0.12I3。
[0162] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为14.8μC/cm ，剩余极化强度为9.8μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为4.1pm/V，空穴迁移率为45.73V s ，电子迁移率为81.78V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为14.8μC/cm ，剩余极化强度为9.8μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为4.1pm/V，空穴迁移率为45.73V s ，电子迁移率为81.78V s ，如表2
所示。
[0163] 实施例42
[0164] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82Sm0.12I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂。
[0165] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.6μC/cm ，剩余极化强度为10.3μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为4.6pm/V，空穴迁移率为47.21V s ，电子迁移率为83.34V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.6μC/cm ，剩余极化强度为10.3μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为4.6pm/V，空穴迁移率为47.21V s ，电子迁移率为83.34V s ，如表2
所示。
[0166] 实施例43
[0167] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82Sm0.12I3，步骤1的前驱体溶液浓度为1mol/L。
[0168] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.3μC/cm ，剩余极化强度为10.1μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为4.5pm/V，空穴迁移率为46.88V s ，电子迁移率为83.79V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.3μC/cm ，剩余极化强度为10.1μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为4.5pm/V，空穴迁移率为46.88V s ，电子迁移率为83.79V s ，如表2
所示。
[0169] 实施例44
[0170] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82Sm0.12I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂，前
驱体溶液浓度为1mol/L。
驱体溶液浓度为1mol/L。
[0171] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为16.0μC/cm ，剩余极化强度为10.5μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为5.4pm/V，空穴迁移率为48.56V s ，电子迁移率为85.81V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为16.0μC/cm ，剩余极化强度为10.5μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为5.4pm/V，空穴迁移率为48.56V s ，电子迁移率为85.81V s ，如表2
所示。
[0172] 实施例45
[0173] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82Sm0.12I3，步骤3中的生长时间为20小时。
[0174] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为16.7μC/cm ，剩余极化强度为11.0μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为5.6pm/V，空穴迁移率为48.31V s ，电子迁移率为86.29V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为16.7μC/cm ，剩余极化强度为11.0μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为5.6pm/V，空穴迁移率为48.31V s ，电子迁移率为86.29V s ，如表2
所示。
[0175] 实施例46
[0176] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82Sm0.12I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂，步
骤3中的生长时间为20小时。
骤3中的生长时间为20小时。
[0177] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为16.6μC/cm ，剩余极化强度为11.1μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为6.2pm/V，空穴迁移率为50.26V s ，电子迁移率为88.90V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为16.6μC/cm ，剩余极化强度为11.1μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为6.2pm/V，空穴迁移率为50.26V s ，电子迁移率为88.90V s ，如表2
所示。
[0178] 实施例47
[0179] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82Sm0.12I3，步骤1的前驱体溶液浓度为1mol/L，步
骤3中的生长时间为20小时。
骤3中的生长时间为20小时。
[0180] 本本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶2 2
液浓度以及生长时间。饱和极化强度为16.9μC/cm ，剩余极化强度为11.3μC/cm ，沿(100)方
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
向测量的压电系数d33为6.5pm/V，空穴迁移率为49.89V s ，电子迁移率为89.06V s ，如
表2所示。
液浓度以及生长时间。饱和极化强度为16.9μC/cm ，剩余极化强度为11.3μC/cm ，沿(100)方
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
向测量的压电系数d33为6.5pm/V，空穴迁移率为49.89V s ，电子迁移率为89.06V s ，如
表2所示。
[0181] 实施例48
[0182] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例1相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82Sm0.12I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂，前
驱体溶液浓度为1mol/L，步骤3中的生长时间为20小时。
驱体溶液浓度为1mol/L，步骤3中的生长时间为20小时。
[0183] 本本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶2 2
液浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.3μC/cm ，剩余极化强度为11.6μC/cm ，沿(100)方
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
向测量的压电系数d33为7.1pm/V，空穴迁移率为51.77V s ，电子迁移率为91.21V s ，如
表2所示。
液浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.3μC/cm ，剩余极化强度为11.6μC/cm ，沿(100)方
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
向测量的压电系数d33为7.1pm/V，空穴迁移率为51.77V s ，电子迁移率为91.21V s ，如
表2所示。
[0184] 实施例49
[0185] 一种铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法，所述单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.994Pr0.006I3，具体制备步骤如下：
[0186] 步骤1、将提纯后摩尔比为3:3:2的甲基碘化铵(CH6IN)、碘化铅(PbI2)和碘化镧(LaI3)混合，分别以N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)和γ‑丁内酯(GBL)为溶剂，在60℃、1000转/分
钟的热台上搅拌加热12小时。使用0.20μm的聚四氟乙烯过滤器过滤清洁后，即可制备出溶
液浓度为0.5mol/L的前驱体溶液。将前驱体溶液放入100℃的油浴锅中加热生长3小时后即
可得到含甲胺铅碘子晶的前驱体溶液。
钟的热台上搅拌加热12小时。使用0.20μm的聚四氟乙烯过滤器过滤清洁后，即可制备出溶
液浓度为0.5mol/L的前驱体溶液。将前驱体溶液放入100℃的油浴锅中加热生长3小时后即
可得到含甲胺铅碘子晶的前驱体溶液。
[0187] 步骤2：将衬底预热到75℃，衬底优选为聚酰亚胺(PI)。将前驱体溶液均匀地铺展在洁净的衬底上静置15秒后旋涂，获得均匀的铅位掺杂甲胺铅碘准单晶薄膜。布胶时间为
10秒，布胶转速为600转/分钟，匀胶时间为25秒，匀胶转速为4000转/分钟。在100℃退火10
分钟以去除有机溶剂，退火气氛为纯度大于99.999％的高纯氮气。在起始温度为80℃的热
台上退火，使单晶缓缓析出，以2℃/分钟的加热速率升温至110℃，即可在衬底上制备得到
准单晶薄膜。整个旋涂及退火过程需在手套箱内进行。
10秒，布胶转速为600转/分钟，匀胶时间为25秒，匀胶转速为4000转/分钟。在100℃退火10
分钟以去除有机溶剂，退火气氛为纯度大于99.999％的高纯氮气。在起始温度为80℃的热
台上退火，使单晶缓缓析出，以2℃/分钟的加热速率升温至110℃，即可在衬底上制备得到
准单晶薄膜。整个旋涂及退火过程需在手套箱内进行。
[0188] 步骤3、将步骤1所得准单晶薄膜面朝向下，使其漂浮在50℃新配制的铅位掺杂甲胺铅碘前驱体溶液表面，以5℃/h的加热速率缓慢升温，经过9小时之后取下衬底，即可得到
所述材料。
所述材料。
[0189] 为了测试单晶薄膜的相关性能，将得到的材料分别用铁电测试仪、迈克尔逊干涉仪以及TOF高精度载流子迁移率测试系统测量其各项性能。通过铁电测试仪得到单晶薄膜
自发极化随外电场的变化(电滞回线)，进而得到其饱和极化强度Ps和剩余极化强度Pr。通过
飞行时间(TOF)法计算得出单晶薄膜的载流子迁移率。通过激光干涉法测量单晶薄膜沿
(100)方向上的压电系数。
自发极化随外电场的变化(电滞回线)，进而得到其饱和极化强度Ps和剩余极化强度Pr。通过
飞行时间(TOF)法计算得出单晶薄膜的载流子迁移率。通过激光干涉法测量单晶薄膜沿
(100)方向上的压电系数。
[0190] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.2μC/cm ，剩余极化强度为10.0μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为5.3pm/V，空穴迁移率为46.72V s ，电子迁移率为88.42V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.2μC/cm ，剩余极化强度为10.0μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为5.3pm/V，空穴迁移率为46.72V s ，电子迁移率为88.42V s ，如表2
所示。
[0191] 实施例50
[0192] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂，前驱体溶液浓度为1mol/L。
[0193] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为5.9μC/cm ，剩余极化强度为10.4μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为6.0pm/V，空穴迁移率为48.21V s ，电子迁移率为90.09V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为5.9μC/cm ，剩余极化强度为10.4μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为6.0pm/V，空穴迁移率为48.21V s ，电子迁移率为90.09V s ，如表2
所示。
[0194] 实施例51
[0195] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中步骤1的前驱体溶液浓度为1mol/L。
[0196] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.2μC/cm ，剩余极化强度为10.0μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为5.3pm/V，空穴迁移率为47.34V s ，电子迁移率为90.48V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为15.2μC/cm ，剩余极化强度为10.0μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为5.3pm/V，空穴迁移率为47.34V s ，电子迁移率为90.48V s ，如表2
所示。
[0197] 实施例52
[0198] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂，前驱体溶液浓度为1mol/L。
[0199] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为16.7μC/cm ，剩余极化强度为11.0μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为6.9pm/V，空穴迁移率为49.67V s ，电子迁移率为92.31V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为16.7μC/cm ，剩余极化强度为11.0μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为6.9pm/V，空穴迁移率为49.67V s ，电子迁移率为92.31V s ，如表2
所示。
[0200] 实施例53
[0201] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中步骤3中的生长时间为15小时。
[0202] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.0μC/cm ，剩余极化强度为11.1μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为7.2pm/V，空穴迁移率为49.31V s ，电子迁移率为93.83V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.0μC/cm ，剩余极化强度为11.1μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为7.2pm/V，空穴迁移率为49.31V s ，电子迁移率为93.83V s ，如表2
所示。
[0203] 实施例54
[0204] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂，步骤3中的生长时间为15小时。
[0205] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.9μC/cm ，剩余极化强度为11.6μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为8.3pm/V，空穴迁移率为51.22V s ，电子迁移率为95.12V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.9μC/cm ，剩余极化强度为11.6μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为8.3pm/V，空穴迁移率为51.22V s ，电子迁移率为95.12V s ，如表2
所示。
[0206] 实施例55
[0207] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中步骤3中的生长时间为15小时。
[0208] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.0μC/cm ，剩余极化强度为11.1μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为7.2pm/V，空穴迁移率为50.79V s ，电子迁移率为96.34V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.0μC/cm ，剩余极化强度为11.1μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为7.2pm/V，空穴迁移率为50.79V s ，电子迁移率为96.34V s ，如表2
所示。
[0209] 实施例56
[0210] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶剂，前驱体溶液浓度为1mol/L，步骤3中的生
长时间为15小时。
长时间为15小时。
[0211] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为18.1μC/cm ，剩余极化强度为和11.7μC/cm ，沿(100)方
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
向测量的压电系数d33为9.4pm/V，空穴迁移率为52.52V s ，电子迁移率为98.26V s ，如
表2所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为18.1μC/cm ，剩余极化强度为和11.7μC/cm ，沿(100)方
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
向测量的压电系数d33为9.4pm/V，空穴迁移率为52.52V s ，电子迁移率为98.26V s ，如
表2所示。
[0212] 实施例57
[0213] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中步骤1的前驱体溶液浓度为1mol/L，步骤3中的生长时间为15小时。
[0214] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为18.4μC/cm ，剩余极化强度为11.9μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为7.9pm/V，空穴迁移率为56.36V s ，电子迁移率为105.81V s ，如表
2所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为18.4μC/cm ，剩余极化强度为11.9μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为7.9pm/V，空穴迁移率为56.36V s ，电子迁移率为105.81V s ，如表
2所示。
[0215] 实施例58
[0216] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82Pr0.18I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶
剂。
剂。
[0217] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为18.6μC/cm ，剩余极化强度为12.2μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为10.3pm/V，空穴迁移率为58.27V s ，电子迁移率为107.03V s ，如
表2所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为18.6μC/cm ，剩余极化强度为12.2μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为10.3pm/V，空穴迁移率为58.27V s ，电子迁移率为107.03V s ，如
表2所示。
[0218] 实施例59
[0219] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82Pr0.18I3。
[0220] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.8μC/cm ，剩余极化强度为11.8μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为9.6pm/V，空穴迁移率为57.31V s ，电子迁移率为107.43V s ，如表
2所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.8μC/cm ，剩余极化强度为11.8μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为9.6pm/V，空穴迁移率为57.31V s ，电子迁移率为107.43V s ，如表
2所示。
[0221] 实施例60
[0222] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82Pr0.18I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶
剂，前驱体溶液浓度为1mol/L。
剂，前驱体溶液浓度为1mol/L。
[0223] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为19.9μC/cm ，剩余极化强度为13.1μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为11.2pm/V，空穴迁移率为59.66V s ，电子迁移率为109.08V s ，如
表2所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为19.9μC/cm ，剩余极化强度为13.1μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为11.2pm/V，空穴迁移率为59.66V s ，电子迁移率为109.08V s ，如
表2所示。
[0224] 实施例61
[0225] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82Pr0.18I3，步骤1的前驱体溶液浓度为1mol/
L。
L。
[0226] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为19.2μC/cm ，剩余极化强度为12.7μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为10.8pm/V，空穴迁移率为59.12V s ，电子迁移率为110.50V s ，如
表2所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为19.2μC/cm ，剩余极化强度为12.7μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为10.8pm/V，空穴迁移率为59.12V s ，电子迁移率为110.50V s ，如
表2所示。
[0227] 实施例62
[0228] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82Pr0.18I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶
剂，步骤3中的生长时间为15小时。
剂，步骤3中的生长时间为15小时。
[0229] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为20.8μC/cm ，剩余极化强度为13.6μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为11.7pm/V，空穴迁移率为61.31V s ，电子迁移率为112.67V s ，如
表2所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为20.8μC/cm ，剩余极化强度为13.6μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为11.7pm/V，空穴迁移率为61.31V s ，电子迁移率为112.67V s ，如
表2所示。
[0230] 实施例63
[0231] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82Pr0.18I3，步骤3中的生长时间为15小时。
[0232] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为20.3μC/cm ，剩余极化强度为13.4μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为11.0pm/V，空穴迁移率为700.66V s ，电子迁移率为123.12V s ，如
表2所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为20.3μC/cm ，剩余极化强度为13.4μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为11.0pm/V，空穴迁移率为700.66V s ，电子迁移率为123.12V s ，如
表2所示。
[0233] 实施例64
[0234] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82Pr0.18I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶
剂，前驱体溶液浓度为1mol/L，步骤3中的生长时间为15小时。
剂，前驱体溶液浓度为1mol/L，步骤3中的生长时间为15小时。
[0235] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为21.7μC/cm ，剩余极化强度为13.8μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为13.5pm/V，空穴迁移率为72.73V s ，电子迁移率为125.30V s ，如
表2所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为21.7μC/cm ，剩余极化强度为13.8μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为13.5pm/V，空穴迁移率为72.73V s ，电子迁移率为125.30V s ，如
表2所示。
[0236] 实施例65
[0237] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.82Pr0.18I3，步骤1的前驱体溶液浓度为1mol/
L，步骤3中的生长时间为15小时。
L，步骤3中的生长时间为15小时。
[0238] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为21.0μC/cm ，剩余极化强度为13.5μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为12.6pm/V，空穴迁移率为48.61V s ，电子迁移率为92.36V s ，如表
2所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为21.0μC/cm ，剩余极化强度为13.5μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为12.6pm/V，空穴迁移率为48.61V s ，电子迁移率为92.36V s ，如表
2所示。
[0239] 实施例66
[0240] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.76Pr0.24I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶
剂。
剂。
[0241] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.3μC/cm ，剩余极化强度为11.2μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为7.9pm/V，空穴迁移率为50.32V s ，电子迁移率为95.61V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.3μC/cm ，剩余极化强度为11.2μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为7.9pm/V，空穴迁移率为50.32V s ，电子迁移率为95.61V s ，如表2
所示。
[0242] 实施例67
[0243] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.76Pr0.24I3。
[0244] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为16.7μC/cm ，剩余极化强度为11.0μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为7.1pm/V，空穴迁移率为49.79V s ，电子迁移率为95.09V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为16.7μC/cm ，剩余极化强度为11.0μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为7.1pm/V，空穴迁移率为49.79V s ，电子迁移率为95.09V s ，如表2
所示。
[0245] 实施例68
[0246] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.76Pr0.24I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶
剂，前驱体溶液浓度为1mol/L。
剂，前驱体溶液浓度为1mol/L。
[0247] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为18.3μC/cm ，剩余极化强度为11.9μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为8.8pm/V，空穴迁移率为51.12V s ，电子迁移率为97.45V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为18.3μC/cm ，剩余极化强度为11.9μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为8.8pm/V，空穴迁移率为51.12V s ，电子迁移率为97.45V s ，如表2
所示。
[0248] 实施例69
[0249] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.5μC/cm ，剩余极化强度为11.4μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为8.0pm/V，空穴迁移率为51.73V s ，电子迁移率为97.89V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为17.5μC/cm ，剩余极化强度为11.4μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为8.0pm/V，空穴迁移率为51.73V s ，电子迁移率为97.89V s ，如表2
所示。
[0250] 实施例70
[0251] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.76Pr0.24I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶
剂，步骤3中的生长时间为15小时。
剂，步骤3中的生长时间为15小时。
[0252] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为19.6μC/cm ，剩余极化强度为12.7μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为9.3pm/V，空穴迁移率为53.34V s ，电子迁移率为99.92V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为19.6μC/cm ，剩余极化强度为12.7μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为9.3pm/V，空穴迁移率为53.34V s ，电子迁移率为99.92V s ，如表2
所示。
[0253] 实施例71
[0254] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.76Pr0.24I3，步骤3中的生长时间为15小时。
[0255] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为18.9μC/cm ，剩余极化强度为12.3μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为8.6pm/V，空穴迁移率为52.65V s ，电子迁移率为99.01V s ，如表2
所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为18.9μC/cm ，剩余极化强度为12.3μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为8.6pm/V，空穴迁移率为52.65V s ，电子迁移率为99.01V s ，如表2
所示。
[0256] 实施例72
[0257] 本实施例的铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法与实施例25相同，不同的是：本实施例中单晶薄膜的分子式为CH3NH3Pb0.76Pr0.24I3，步骤1使用γ‑丁内酯(GBL)为溶
剂，前驱体溶液浓度为1mol/L，步骤3中的生长时间为15小时。
剂，前驱体溶液浓度为1mol/L，步骤3中的生长时间为15小时。
[0258] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，包括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液2 2
浓度以及生长时间。饱和极化强度为20.8μC/cm ，剩余极化强度为13.5μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为11.3pm/V，空穴迁移率为54.77V s ，电子迁移率为101.34V s ，如
表2所示。
浓度以及生长时间。饱和极化强度为20.8μC/cm ，剩余极化强度为13.5μC/cm ，沿(100)方向
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
测量的压电系数d33为11.3pm/V，空穴迁移率为54.77V s ，电子迁移率为101.34V s ，如
表2所示。
[0259] 本实施例中涉及的重要参数条件如表1所示，括掺杂元素、掺杂量、前驱体溶液浓度以及生长时间。图1为甲胺铅碘的晶胞示意图。图2为本发明所述的铅位掺杂甲胺铅碘单
晶薄膜(100)晶面压电系数测量装置的结构示意图。图3是本发明实施例1‑72的饱和极化强
度，图4是本发明实施例1‑72的剩余极化强度，图5是本发明实施例1‑72的压电系数d33，图6
是本发明实施例1‑72的电子迁移率，图7是本发明实施例1‑72的空穴迁移率。图8为甲胺铅
碘单晶薄膜的XRD衍射图谱。
晶薄膜(100)晶面压电系数测量装置的结构示意图。图3是本发明实施例1‑72的饱和极化强
度，图4是本发明实施例1‑72的剩余极化强度，图5是本发明实施例1‑72的压电系数d33，图6
是本发明实施例1‑72的电子迁移率，图7是本发明实施例1‑72的空穴迁移率。图8为甲胺铅
碘单晶薄膜的XRD衍射图谱。
[0260] 表1各实施例反应、参数条件
[0261]
[0262]
[0263] 表2各实施例相关性能测试结果
[0264]
[0265]
[0266]