CN110016646B - 一种用于高能射线探测的铅基卤素钙钛矿膜的制备方法 - Google Patents

一种用于高能射线探测的铅基卤素钙钛矿膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于高能射线探测的铅基卤素无机钙钛矿膜的制备方法，该方法是利用组分调控得到前驱体原料，将这些前驱体原料混合均匀后分散作为多个蒸发源，每个蒸发源中的前驱体原料各元素配比比例保持不变，从而利用同源多分共蒸方法实现气相转移沉积钙钛矿膜的制备。本发明通过在气相转移沉积方法的沉积过程中补入适量的组分原料，同时采用同源多分共蒸的方法，可以制得适用于高能射线探测等用途的无机钙钛矿厚膜，该方法操作简单，制备出的钙钛矿厚膜厚度大、晶粒大、均匀性好且表面覆盖好，可制得性能良好且稳定性优异的半导体探测器。

Description

一种用于高能射线探测的铅基卤素钙钛矿膜的制备方法
技术领域
本发明属于以半导体材料制备高能射线成像探测器的技术领域，更具体地，涉及一种用于高能射线探测的铅基卤素钙钛矿膜的制备方法，该方法具体是利用真空法，可制备卤素钙钛矿探测器活性层厚膜。
背景技术
射线成像技术是以高能放射性射线(如X射线和γ射线等)作为媒介，获得以图像形式展现的检测对象的结构或功能信息，为相应行业提供各种对所观察对象进行诊断、检测和监测的技术手段，广泛应用于医疗卫生、公共安全和高端制造业等行业。探测器是射线成像设备的重要组成部分。用于探测放射性射线的探测器一般有气体探测器、闪烁探测器、半导体探测器等类型，其中半导体探测器能得到最好的能量分辨率。
半导体探测器是直接吸收放射性射线，通过光电效应、康普顿散射、电子对产生三种作用方式产生电子-空穴对，它们在外加电场中运动产生探测器的基本电信号。对于这样一种半导体辐射探测器，其吸光层根据不同的用处可以使用多种半导体材料，如硅(Si)，非晶硒(a-Se)等。钙钛矿作为一种具有强大潜力的半导体光电材料，十分适合作为X射线探测器的活性层，其在半导体探测器中的应用逐渐被重视。
一般来说高能射线探测器的成像应用中要求膜的面积大于10×10cm2，且考虑到膜对高能射线的吸收要求，膜的厚度需要达到微米甚至毫米量级。因此，高质量的膜是高能射线探测器的制备中尤为重要的一部分。
关于膜的制备方法，一般分为溶液法和真空法两种。常规利用溶液法制膜的工艺较为复杂，且在制备过程中会出现溶剂挥发的情况，容易形成孔洞，膜的质量普通。
真空法制膜工艺简单且制出膜的质量较高。但常规的真空法多集中于薄膜的制备中，在制备钙钛矿厚膜时常会出现组分偏析严重的问题，导致制得的钙钛矿厚膜品相不纯，另外晶体无法大面积生长。因此，在过去的研究中利用真空法制备钙钛矿厚膜并未取得较好的成功。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种用于高能射线探测的铅基卤素钙钛矿膜的制备方法，通过在气相转移沉积方法的沉积过程中补入适量的组分原料，同时采用同源多分共蒸的方法，可以制得适用于高能射线探测等用途的无机钙钛矿厚膜，该方法操作简单，制备出的钙钛矿厚膜厚度大、晶粒大、均匀性好且表面覆盖好，可制得性能良好且稳定性优异的半导体探测器。
为实现上述目的，按照本发明，提供了一种用于高能射线探测的铅基卤素无机钙钛矿膜的制备方法，该方法基于真空蒸发法，其特征在于，该方法是利用组分调控得到前驱体原料，将这些前驱体原料混合均匀后分散作为多个蒸发源，每个蒸发源中的前驱体原料各元素配比比例保持不变，从而利用同源多分共蒸方法实现厚度从1微米到300微米的气相转移沉积钙钛矿膜的制备；
其中，所述组分调控具体是向满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿APbX3前驱体组分中额外添加AX初始原料组分或PbX2初始原料组分，所述AX初始原料组分和所述PbX2初始原料组分用于共同构成所述满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿APbX3前驱体组分；当受热后所述AX初始原料组分比所述PbX2初始原料组分更易更先分解逸出时，具体是向满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分中额外添加AX初始原料组分；当受热后所述PbX2初始原料组分比所述AX初始原料组分更易更先分解逸出时，具体是向满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分中额外添加PbX2初始原料组分；由此得到组分调控后的所述前驱体原料，其中A代表Cs，X代表卤族元素。
作为本发明的进一步优选，所述额外添加的AX初始原料组分或PbX2初始原料组分与所述满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分两者的质量之比满足(1％～10％)：1。
作为本发明的进一步优选，所述蒸发源至少为2个，任意一个所述蒸发源中的前驱体原料的质量不超过4g。
作为本发明的进一步优选，将所述前驱体原料作为多个蒸发源，具体是将混合均匀的前驱体原料按质量平均置于多个石英坩埚中，由此作为多个蒸发源。
作为本发明的进一步优选，所述钙钛矿膜具体是沉积在导电衬底上的；所述同源多分共蒸方法具体是使用多温区管式炉，将所述多个蒸发源和所述导电衬底同时放置在石英管内，所述多个蒸发源位于所述多温区管式炉的加热区内，记所述导电衬底所在位置为第二温区，所述导电衬底距离所述多温区管式炉加热区边缘的最短距离为2cm～10cm，所述多个蒸发源的边缘距离所述第二温区边缘的最短距离为10～20cm；然后将所述石英管密封并进行持续抽真空处理，接着将所述加热区加热至450～600℃，使所述多个蒸发源中的所述前驱体原料由固相变为气相，得到的钙钛矿蒸汽在泵的作用下充满整个所述石英管，并在所述第二温区处冷却降温，沉积于所述导电衬底上；
优选的，所述持续抽真空处理是将真空度维持为30mTorr以下；所述加热区和所述第二温区的恒温反应时间为20～60min，更优选为20～40min；
更优选的，将所述加热区加热至450～600℃是将所述加热区加热至570℃。
作为本发明的进一步优选，所述前驱体原料中满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分的质量不低于2g，所得钙钛矿膜为厚度不低于10μm的钙钛矿厚膜；
优选的，所述前驱体原料中满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分的质量为2～4g，所得钙钛矿膜的厚度为10～20μm；或者，所述前驱体原料中满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分的质量为6～10g，所得钙钛矿膜的厚度为30～50μm；或者，所述前驱体原料中满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分的质量为12～20g，所得钙钛矿膜的厚度为60～100μm。
作为本发明的进一步优选，所述钙钛矿膜具体为CsPbX3钙钛矿膜；所述满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分具体为满足CsPbX3名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分，其中X代表卤族元素；
优选的，所述钙钛矿膜具体为CsPbBr3钙钛矿膜；所述满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分具体为满足CsPbBr3名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分；所述额外添加的PbX2组分具体为额外添加的PbBr2组分，该额外添加的PbX2组分与所述满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分两者的质量之比满足5％：1。
作为本发明的进一步优选，所述满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分，具体是根据目标钙钛矿材料名义化学元素剂量比将相应摩尔比例的几种组分原料粉末共同置于研钵中，混合研磨完全，，然后将混和粉末倒于封盖的耐高温石英坩埚中于300～400℃下进行高温烧结反应20～40min，然后将结块取出并再次放入研钵中研磨完全，接着再将研磨得到的粉末于300～400℃下进行高温烧结反应20～40min，如此重复研磨-烧结处理4～5次之后，即可得到所述满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分。
作为本发明的进一步优选，所述导电衬底优选为FTO导电衬底、ITO导电衬底、TiO2导电衬底、ZnO导电衬底；
优选的，所述导电衬底在放置到所述石英管内之前，还经过了预处理，该预处理具体是使用紫外光照射处理20～30min，提高该导电衬底表面的活性。
通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：
(1)本发明利用简单的气相转移沉积方法，不需要复杂的设备即可制备出高质量的卤化物钙钛矿膜，同时可通过改变气相源的质量来控制膜的厚度，高质量的膜厚度可达到1微米到300微米，尤其是10微米到100微米。本发明通过在沉积过程中补入适量的组分原料，促进了目标钙钛矿相的纯化以及结晶性的优化；同时采用同源多分共蒸的方法，将制备厚膜所需的大量气相源蒸发沉积的过程简化为若干个制备薄膜所需的少量气相源蒸发沉积的过程。
(2)本发明的沉积过程中增加了补原料组分的步骤，可抑制在反应中钙钛矿发生组分分解的过程，提高钙钛矿膜的纯度。
本发明在沉积过程中补入适量的某种组分原料，促进目标钙钛矿相纯化以及结晶性优化。例如当PbX2比AX更易更先分解逸出时，本发明通过向前驱体原料中额外添加具有更大蒸汽压的PbX2混合均匀后得到前驱体；具体的，可优选将1％～10％质量份的PbX2组分原料粉末混于1个质量份的纯相钙钛矿粉末中，混合均匀之后将混和粉末作为气相源，进行气相转移沉积，可获得纯相的钙钛矿厚膜，同时结晶性提高。
(3)本发明的沉积过程中首次提出了同源多分共蒸的沉积方法，将单个厚膜的沉积过程模拟为若干个薄膜的沉积过程，简化了反应的过程，也提高了膜的质量；本发明可优选得到厚度不低于10μm的钙钛矿厚膜。
为了避免制备厚膜长时间沉积过程中膜脱落和组分偏离的问题，本发明通过采用同源多分共蒸的方法，即将制备厚膜所需的原料分散到位置聚拢靠近的多个蒸发源中，将大量气相源蒸发沉积的过程简化为若干个制备薄膜所需的少量气相源蒸发沉积的过程。在气相转移沉积过程中采用同源多分共蒸的方法，可以是将混合均匀的气相源粉末按质量平均置于多个石英坩埚中(允许出现质量在平均值一定范围内的波动)，每个石英坩埚可优选放置质量不超过4g的前驱体原料，将高能射线探测所需厚膜的大量气相源蒸发沉积过程简化为若干个薄膜的少量气相源蒸发沉积的过程，可在20～40分钟内完成对钙钛矿厚膜的沉积。可任意控制薄膜的厚度，也提高了薄膜的质量，并简化了蒸发沉积过程。
理论上来说，每一个蒸发源里放置的原料质量可不设上限，但实际制备过程中，尤其是制备厚膜时，考虑到单个蒸发源内原料质量越多、蒸发时间就越长，就越可能会对膜的质量带来负面影响，因此本发明优选将每个蒸发源中的前驱体原料控制为不超过上限4g(例如，可以通过增加源的个数来控制每个蒸发源里的原料质量)，能够进一步确保生成的铅基卤素无机钙钛矿膜的质量。
本发明的气相沉积反应的保温时间，可以取决于气相源粉末的质量及多分同源共蒸时使用的石英坩埚数量。通常情况下，一个石英坩埚里放置1g气相源粉末，保温所需时间约为20min，在坩埚数量增加而每个坩埚里盛放粉末质量不变的情况下，保温时间不需增加，简化了沉积过程。
(4)由于适用于高能射线(如X射线、γ射线等)探测的钙钛矿膜的厚度需达到几十微米的级别，高厚度膜的制备需要用到大量的原料粉末。钙钛矿粉末的质量，取决于膜的目标厚度。通常情况下，当膜的目标厚度为10～20μm时，取用的钙钛矿粉末质量约为2～4g，当膜的目标厚度为30～50μm时，取用的钙钛矿粉末质量约为6～10g，当膜的目标厚度为60～100μm时，取用的钙钛矿粉末质量约为12～20g。另外，补入一定质量的某种原料组分，其与目标钙钛矿原料的质量比例为1～10％。
本发明优选采用特定烧结温度的钙钛矿粉末的制备方法，通过多次高温下烧结、研磨，可制得出大量纯相的钙钛矿粉末(即，满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体粉末)，且粉末的量可任意控制。
(5)本发明制得的钙钛矿膜晶粒大、均匀性好、表面覆盖性好、无针状小孔，单颗晶粒大小可达到2～3μm，具有很高的质量。
本发明将钙钛矿粉末置于石英管的高温区(这一高温区例如可对应于管式炉的加热区)，作为气相源进行热蒸发；将预处理过的导电衬底置于石英管的低温区，作为衬底进行沉积，所在位置记为第二温区；优选高温区边缘与第二温区边缘的最短距离为2cm～10cm，另可将高温区的温度优选控制为450～600℃。对于多温区管式炉，高温区为被炉体保温材料覆盖的区域，整个高温区具有同样的温度(该高温区可视为多温区管式炉的第一温区)；低温区是未被炉体保温材料覆盖的区域，如直接暴露于空气中的区域；低温区的温度随着远离高温区而展现非线性降低。高温区的温度设定一般根据物质的具体熔点而确定，低温区的温度跟高温区有关，受高温区的热传导影响。通过将导电衬底位置设置在距离高温区边缘的最短距离控制为2cm～10cm，在这个距离处的低温区，配合多个蒸发源的边缘距导电衬底边缘的最短距离10～20cm，可以得到最好的沉积效果，沉积得到的膜最为纯相，均一性及光滑性也最好；同时导电衬底处的温度也不会过高，例如当加热区温度为450～600℃时，该低温区温度一般在100～250℃(如100～200℃)，对未来此种方法的工业化生产应用有利。
本发明还优选对衬底(如导电衬底)进行预处理，能进一步确保厚膜沉积质量。预处理后的导电衬底与膜之间的结合能力更佳，洁净的衬底也能保证成膜时更好的均匀性。本发明适用的导电衬底具有普适性，在FTO、ITO、TiO2、ZnO等导电衬底上均可利用此方法进行钙钛矿原料的沉积。
综上，本发明中用于高能射线探测的无机铅基卤素钙钛矿厚膜的制备方法，使用气相转移沉积方法，将钙钛矿原料沉积在诸如导电衬底上作为活性层；通过在沉积过程中补入适量的组分原料，促进了目标钙钛矿相的纯化以及结晶性的优化；同时采用同源多分共蒸的方法，将制备厚膜所需的大量气相源蒸发沉积的过程简化为若干个制备薄膜所需的少量气相源蒸发沉积的过程。本发明制备方法简单，成本低廉，可制得厚度为微米至上百微米的钙钛矿厚膜，且膜的质量高、晶粒大、厚度大、稳定性及重复性好。
附图说明
图1是使用气相转移沉积管式炉制备钙钛矿膜的示意图。
图2是实施案例1中得到的FTO衬底上的CsPbBr3膜的X射线衍射图谱(XRD)。
图3是实施例1中制得的CsPbBr3膜的SEM表面图。
图4是实施例2中制得的CsPbBr3X射线探测器的X射线响应曲线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明中适用于X射线探测的无机钙钛矿厚膜的制备方法，总体来说其步骤如下：
(1)使用一种钙钛矿粉末的制备方法，制备出大量且纯相的钙钛矿粉末原料；
(2)取一定质量的纯相钙钛矿粉末，在其中补入一定质量比例的某种组分原料粉末，将其充分混合均匀，作为气相源；
(3)对导电衬底进行预处理；
(4)将混合均匀的气相源粉末均匀分置于若干个相同的耐高温石英坩埚中，置于耐高温石英管的高温区，进行热蒸发；将预处理过的导电衬底置于石英管的低温区处，作为衬底进行沉积，所在位置记为第二温区；优选石英坩埚边缘与第二温区边缘的最短距离为10～20cm；将石英管密封并持续抽真空；
(5)可以待真空度下降并稳定到一定压强后(如真空度为30mTorr以下，在此真空范围内均可进行气相沉积；尤其是20mTorr以下)，对高温区进行450～600℃加热(温度可以根据无机钙钛矿的具体种类来调整)，升温时间可以为20～30min，随后恒温反应(反应时间可优选为20～40min)，反应结束后关闭管式炉的加热，自然冷却之后，即得到导电衬底上的钙钛矿活性层厚膜。
步骤(2)中所额外添加的初始原料组分，具体组分需要根据材料的熔点、蒸汽压等物理性质，分解反应等化学过程以及具体实验现象等来选择。当受热后所述AX初始原料组分比所述PbX2初始原料组分非目标的分解逸出更多时，即额外添加AX初始原料组分；当受热后所述PbX2初始原料组分比所述AX初始原料组分非目标的分解逸出更多时，即额外添加PbX2初始原料组分。通过额外添加AX初始原料组分或PbX2初始原料组分，能够抑制蒸发源材料在受高温后产生的非目标物理或化学分解，得到更纯相的目标材料的膜。
下面以额外添加PbX2组分，导电衬底为FTO导电玻璃、面积为5×5cm2为例，对本发明进行详细介绍。当然，也可以采用其他面积大小的导电衬底，大小可随石英管的口径决定。
实施案例1
本实施例以CsPbBr3为原料，在优选条件下，通过如下步骤制备厚度为10μm的CsPbBr3钙钛矿膜：
(1)制备大量的CsPbBr3粉末；
根据CsPbBr3的化学组成，确定CsPbBr3的组分原料为1:1的PbBr2和CsBr。首先称量出摩尔比为1:1的PbBr2和CsBr粉末，置于同一研钵中，将其混合研磨；随后将混和粉末倒于耐高温石英坩埚中，加上石英盖子(防止组分原料受高温气化逸出)，放置进小型马弗炉中，密封；将马弗炉升温至350℃，对粉末进行高温烧结反应；30min后，取出坩埚，将坩埚中的结块倒入研钵，再次研磨完全后，将粉末倒回坩埚，加上石英盖子后置于马弗炉中，在350℃高温下继续进行烧结反应；30min后取出结块，重复上述烧结-研磨-再烧结步骤5次之后，粉末反应完全，不会再结块，粉末颜色也由米黄色变为CsPbBr3单晶具有的橙红色。至此，即获得了大量、纯相的CsPbBr3粉末原料。
(2)对导电衬底进行预处理；
本实施例中导电衬底选取FTO导电玻璃，产于珠海凯为光电科技有限公司，具有12欧姆薄层电阻。
首先将面积为5×5cm2的FTO导电玻璃依次浸入包含体积分数为3％的聚乙二醇对异辛基苯基醚(Triton X-100)和清洗剂的去离子水溶液、纯丙酮、纯异丙醇、纯乙醇中，并在以上每种溶液中超声处理30min；然后使用去离子水清洗衬底，放入去离子水中超声处理30min；最后取出并使用氮气气流吹干。在将FTO衬底放入真空管式炉之前，使用紫外光照射处理20min，提高衬底表面的活性。
(3)准备气相源粉末；
称量出2g的纯相CsPbBr3粉末及0.02g的PbBr2粉末(质量比例为5％)，将其混合均匀。
(4)使用同源多分共蒸法进行气相转移沉积；
将混合均匀的原料粉末平均分置在2个小石英坩埚中，放置进石英管中作为气相源(各个蒸发源的排布尽量聚拢，使之均处于热源位置且相距较近)，气相源位于加热区，距离加热区边缘10cm；将预处理过的FTO导电衬底置于石英管的低温区处，作为衬底进行沉积，衬底位于第二温区，距离加热区边缘2cm处；气相源与导电衬底距离12cm。最后将石英管密封并持续抽真空。
待真空度下降并稳定到20mTorr之后，将管式炉高温区加热至570℃，升温时间为27min，恒温反应20min后，关闭管式炉的加热，自然冷却之后，即得到厚度约为10μm的CsPbBr3厚膜。
实施案例2
本实施例按实施例1相同的方法制备厚度为50μm的CsPbBr3厚膜，区别在于：
步骤(3)中称量出10g的纯相CsPbBr3粉末及0.5g的PbBr2粉末(质量比例为5％)，将其混合均匀。
步骤(4)中将混合均匀的原料粉末平均分置在5个小石英坩埚中，恒温反应时间延长至40min后，关闭管式炉的加热，自然冷却之后，即得到厚度约为50μm的CsPbBr3厚膜。
实施案例3
本实施例按实施例1相同的方法制备厚度为100μm的CsPbBr3厚膜，区别在于：
步骤(3)中称量出20g的纯相CsPbBr3粉末及2g的PbBr2粉末(质量比例为10％)，将其混合均匀。
步骤(4)中将混合均匀的原料粉末平均分置在10个小石英坩埚中，恒温反应时间延长至40min后，关闭管式炉的加热，自然冷却之后，即得到厚度约为100μm的CsPbBr3厚膜。
以上实施例中的CsPbBr3厚膜可应用于X射线探测中，通过如下方法实现：
使用真空热蒸发方法在CsPbBr3厚膜表面蒸镀上80nm厚的金电极，完成半导体探测器的制备。
对此CsPbBr3探测器进行X射线响应测试。
图4是实施例2中制得的CsPbBr3用于X射线探测器时，在1V偏压下，X射线剂量为1mGy/s下的X射线响应曲线，由该曲线可以看出，响应电流约为650nA，灵敏度约为10000μC*Gy-1*cm-2
由实例可知，本发明所制备的半导体探测器具有高灵敏度、高稳定性等优点。
图2所示为上述实施例1得到的FTO衬底上的CsPbBr3膜的XRD图谱，从图2中可见，通过多次高温烧结方法制得的CsPbBr3粉末具有很纯的相，说明本方法适合制备大量CsPbBr3粉末。
本厚膜制备方法具有普适性，对于CsPbX3材料(X代表卤族元素)均可制备出物相均一、结晶性良好的厚膜。
另外，本发明中的同源多分原则，除了将混合均匀的前驱体原料按质量平均置于多个石英坩埚中由此作为多个蒸发源外，各个石英坩埚中的前驱体原料质量也可以互不相同(例如允许在平均质量值一定范围内的波动)，只要确保前驱体原料是混合均匀后再分到各个石英坩埚中的即可，也即每个蒸发源中的前驱体原料各元素配比比例保持不变(例如，每一个蒸发源中的前驱体原料其中的各元素的质量百分比保持固定；每一个蒸发源中的前驱体原料其总质量可以变化)。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种用于高能射线探测的铅基卤素无机钙钛矿膜的制备方法，该方法基于真空蒸发法，其特征在于，该方法是利用组分调控得到前驱体原料，将这些前驱体原料混合均匀后分散作为多个蒸发源，每个蒸发源中的前驱体原料各元素配比比例保持不变，从而利用同源多分共蒸方法实现厚度从10微米到300微米的气相转移沉积钙钛矿膜的制备；
其中，所述组分调控具体是向满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿APbX3前驱体组分中额外添加AX初始原料组分或PbX2初始原料组分，所述AX初始原料组分和所述PbX2初始原料组分用于共同构成所述满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿APbX3前驱体组分；当受热后所述AX初始原料组分比所述PbX2初始原料组分更易更先分解逸出时，具体是向满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分中额外添加AX初始原料组分；当受热后所述PbX2初始原料组分比所述AX初始原料组分更易更先分解逸出时，具体是向满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分中额外添加PbX2初始原料组分；由此得到组分调控后的所述前驱体原料，其中A代表Cs，X代表卤族元素；
并且，所述钙钛矿膜具体是沉积在导电衬底上的；所述同源多分共蒸方法具体是使用多温区管式炉，将所述多个蒸发源和所述导电衬底同时放置在石英管内，所述多个蒸发源位于所述多温区管式炉的加热区内，记所述导电衬底所在位置为第二温区，所述导电衬底距离所述多温区管式炉加热区边缘的最短距离为2cm～10cm，所述多个蒸发源的边缘距离所述第二温区边缘的最短距离为10～20cm；然后将所述石英管密封并进行持续抽真空处理，接着将所述加热区加热至450～600℃，使所述多个蒸发源中的所述前驱体原料由固相变为气相，得到的钙钛矿蒸汽在泵的作用下充满整个所述石英管，并在所述第二温区处冷却降温，沉积于所述导电衬底上；
所述前驱体原料中满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分的质量不低于2g，所得钙钛矿膜为厚度不低于10μm的钙钛矿厚膜。
2.如权利要求1所述用于高能射线探测的铅基卤素无机钙钛矿膜的制备方法，其特征在于，所述额外添加的AX初始原料组分或PbX2初始原料组分与所述满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分两者的质量之比满足(1％～10％)：1。
3.如权利要求1所述用于高能射线探测的铅基卤素无机钙钛矿膜的制备方法，其特征在于，所述蒸发源至少为2个，任意一个所述蒸发源中的前驱体原料的质量不超过4g。
4.如权利要求1所述用于高能射线探测的铅基卤素无机钙钛矿膜的制备方法，其特征在于，将所述前驱体原料作为多个蒸发源，具体是将混合均匀的前驱体原料按质量平均置于多个石英坩埚中，由此作为多个蒸发源。
5.如权利要求1所述用于高能射线探测的铅基卤素无机钙钛矿膜的制备方法，其特征在于，所述持续抽真空处理是将真空度维持为30mTorr以下；所述加热区和所述第二温区的恒温反应时间为20～60min。
6.如权利要求5所述用于高能射线探测的铅基卤素无机钙钛矿膜的制备方法，其特征在于，所述加热区和所述第二温区的恒温反应时间为20～40min；
将所述加热区加热至450～600℃是将所述加热区加热至570℃。
7.如权利要求1所述用于高能射线探测的铅基卤素无机钙钛矿膜的制备方法，其特征在于，所述前驱体原料中满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分的质量为2～4g，所得钙钛矿膜的厚度为10～20μm；或者，所述前驱体原料中满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分的质量为6～10g，所得钙钛矿膜的厚度为30～50μm；或者，所述前驱体原料中满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分的质量为12～20g，所得钙钛矿膜的厚度为60～100μm。
8.如权利要求1所述用于高能射线探测的铅基卤素无机钙钛矿膜的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿膜具体为CsPbX3钙钛矿膜；所述满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分具体为满足CsPbX3名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分，其中X代表卤族元素。
9.如权利要求8所述用于高能射线探测的铅基卤素无机钙钛矿膜的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿膜具体为CsPbBr3钙钛矿膜；所述满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分具体为满足CsPbBr3名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分；所述额外添加的PbX2组分具体为额外添加的PbBr2组分，该额外添加的PbX2组分与所述满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分两者的质量之比满足5％：1。
10.如权利要求1所述用于高能射线探测的铅基卤素无机钙钛矿膜的制备方法，其特征在于，所述满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分，具体是根据目标钙钛矿材料名义化学元素剂量比将相应摩尔比例的几种组分原料粉末共同置于研钵中，混合研磨完全，然后将混和粉末倒于封盖的耐高温石英坩埚中于300～400℃下进行高温烧结反应20～40min，然后将结块取出并再次放入研钵中研磨完全，接着再将研磨得到的粉末于300～400℃下进行高温烧结反应20～40min，如此重复研磨-烧结处理4～5次之后，即可得到所述满足名义化学元素剂量比配比的铅基卤素无机钙钛矿前驱体组分。
11.如权利要求1所述用于高能射线探测的铅基卤素无机钙钛矿膜的制备方法，其特征在于，所述导电衬底为FTO导电衬底、ITO导电衬底、TiO2导电衬底、ZnO导电衬底；
所述导电衬底在放置到所述石英管内之前，还经过了预处理，该预处理具体是使用紫外光照射处理20～30min，提高该导电衬底表面的活性。
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