CN113604867A - 一种微波法高效制备钙钛矿微晶的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钙钛矿材料领域，公开了一种微波法高效制备钙钛矿微晶的方法，所述钙钛矿微晶的化学通式为MA_XFA_1－XPbI₃，其制备方法包括：(1)按照目标产物各元素之间的摩尔质量比称取有机组分和无机组分，并将有机组分和无机组分溶解于碳酸丙烯酯中，即得钙钛矿前驱体溶液；(2)采用微波法加热钙钛矿前驱体溶液，控制加热温度为70～130℃，加热时长为10～30min；(3)反应完全后析出黑色微晶，经过滤洗涤之后得到钙钛矿微晶。本发明采用微波法和合适的钙钛矿前驱体溶剂，可快速、均匀、低能耗地使钙钛矿前驱体溶液内外部同时加热、同时升温，均匀析晶，保证晶体的质量，提高产率。

Description

一种微波法高效制备钙钛矿微晶的方法

技术领域

本发明涉及钙钛矿材料的领域，特别是涉及一种微波法高效制备钙钛矿微晶的方法和钙钛矿微晶的光电应用。

背景技术

近年来，有机－无机金属卤化物钙钛矿材料由于具备吸光能力强、带隙可调、高载流子迁移率和较长载流子扩散距离等优异半导体性质，已经被广泛应用在各种光伏领域，特别是在钙钛矿太阳电池领域。目前，钙钛矿太阳电池的最高认证效率记录已经高达25.5％，能与传统的晶硅电池媲美。因此，钙钛矿太阳电池被视为最有潜力的新型光伏发电产品之一。

随着钙钛矿太阳电池的快速发展，未来实现商业化进程面对的最大挑战是如何实现由实验室规模的小面积器件转型为可满足市场需求的大面积器件。大规模生产钙钛矿太阳电池需要高纯度、稳定的钙钛矿原材料供给作为基础。目前高效率钙钛矿太阳电池，基本都依赖高纯度的原材料，如碘化铅、溴化铅、碘化甲胺、碘化甲脒等，对材料生产品牌、批次、溶解性都非常敏感。其次，由以上原料制备的钙钛矿薄膜通常化学计量比不准确，均匀性较差，而且薄膜杂质和晶格缺陷多，导致器件性能较差。更重要的是，高纯度的钙钛矿原料成本高，会提高器件制备成本。此外，其稳定性差，对湿度敏感，容易吸潮，也严重缩短材料保质期，存储或制备的条件也更加苛刻。因此如何突破传统工艺限制，实现低成本、高质量、可批量稳定制备的高品质钙钛矿原材料，是推进钙钛矿太阳电池商业化的关键。

相对于钙钛矿多晶材料，钙钛矿单晶具备纯度高、缺陷密度较低、载流子扩散距离长、迁移率高、载流子寿命长和化学性质稳定的优势。直接利用钙钛矿单晶制备各种钙钛矿基光电器件，可以获得更好的光电性能。特别地，利用钙钛矿晶体重新溶解，可以得到化学性质更稳定的前驱体溶液，制备的钙钛矿薄膜化学计量比准确，均匀性好，缺陷密度低。更重要的是，以价格低廉、低纯度的原料初步纯化析晶得到高纯度钙钛矿微晶的工艺，可以降低钙钛矿太阳电池制造成本。因此，实现高结晶度、高纯度、可稳定批量制备各种钙钛矿组分的晶体材料，等同于掌握着该领域发展的核心技术之一。

目前，制备钙钛矿晶体的方法主要有三种：水溶液冷却析晶法、抗溶剂蒸汽辅助结晶法以及升温结晶法。水溶液冷却析晶法，具有一定的普适性，主要是利用钙钛矿材料在卤化氢水溶液中的溶解度随温度下降而降低的特点，通过控制降温速度调控晶体生长。但通过降温析晶得到的钙钛矿晶体一般尺寸小，而且对控温要求高。由于长时间加热控温，溶液对流会影响晶体有序生长，表面也可能有较多杂质。抗溶剂蒸汽辅助结晶法，是利用一个密闭环境，将抗溶剂慢慢挥发至钙钛矿前驱体溶液中，使其溶解度逐渐降低，随后缓慢析出晶体。该方法通常需要较长时间使溶剂挥发渗透，而且选用的抗溶剂一般为二氯甲烷，氯苯，甲苯、二氯苯等，具有高毒性。以上两种方法都不是理想的钙钛矿晶体合成方法。而升温结晶法，是利用钙钛矿在特定的溶剂里溶解度随温度上升而下降，从而析出晶体。通常只需要50－100℃加热即可析出晶体。这种析晶方法具有耗时短、工艺简易、所得晶体尺寸较大的优势。但是升温结晶的加热方式是热传导，热量是从物体的外部传递到内部，有梯度地由表及里地进行加热，因此物体内部难免会存在加热不均匀，存在温度梯度差，导致出现局部过热的情况。因此析出的晶体是不均匀的，将导致晶体质量差异大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种微波法高效制备钙钛矿微晶的方法和钙钛矿微晶的光电应用，所述方法利用微波加热钙钛矿前驱体溶液，在微波照射下，利用加热体内部偶极分子高频往复运动，从而产生“内摩擦热”使被加热物料温度升高，这种加热方式可以快速、均匀、低能耗地使钙钛矿前驱体内外部同时加热、同时升温，均匀析晶，保证晶体的质量。

为了实现上述目的，本发明第一方面在于提供一种微波法高效制备钙钛矿微晶的方法，所述方法包括下列步骤：

(1)按照目标产物各元素之间的摩尔质量比称取有机组分和无机组分，并将有机组分和无机组分溶解于碳酸丙烯酯中，即得钙钛矿前驱体溶液；

(2)采用微波法加热钙钛矿前驱体溶液，控制微波加热温度为70～130℃，微波加热时长为10～30min；

(3)反应完全后，从钙钛矿前驱体溶液中析出黑色微晶，黑色微晶经过滤洗涤之后得到具有金属光泽的晶体，所述晶体即为钙钛矿微晶。

通过采用上述方案，采用配位能力更弱的碳酸丙烯酯(PC)溶液作为溶剂，由于碳酸丙烯酯溶剂施主数少，与钙钛矿前驱体溶液中的金属离子难以发生配位，析晶温度低，更容易使结晶析出，而且更好地保护晶体表面不被母液刻蚀，保持晶体具有较好的金属光泽，对钙钛矿微晶质量及品质至关重要。此外，通过微波法加热钙钛矿前驱体溶液，在微波照射下利用加热体内部偶极分子高频往复运动，产生“内摩擦热”，从而使被加热物料温度升高，此类加热方式可以快速、均匀且低能耗地使钙钛矿前驱体溶液内外部同时加热、升温，使结晶均匀析出；同时，控制微波加热温度为70～130℃，加热时长为10～30min，所析出的黑色微晶的结晶度较高，产率也较高。

作为上述方案的进一步改进，所述步骤(2)中，在采用微波法加热钙钛矿前驱体溶液时，通过梯度升温加热的方式控制加热的温度。

作为上述方案的进一步改进，所述梯度升温加热的方式为先70℃加热5min，再80℃加热5min，然后升温至90℃加热5min，然后升温至100℃加热10min，最后升温至110℃加热5min。

通过采用上述方案，为了进一步提高所制备的钙钛矿微晶的质量，通过梯度控温，减少成核数量，使得晶体的尺寸更大，从而得到结晶度更高的钙钛矿微晶。

作为上述方案的进一步改进，所述步骤(1)中，所述有机组分为MAI和/或FAI，其中MA代表CH₃NH₃ ⁺，FA代表HC(NH₂)₂ ⁺，所述无机组分为PbI₂；

所述步骤(3)中，所述钙钛矿微晶的化学通式为MA_XFA_1－XPbI₃。

作为上述方案的进一步改进，所述步骤(1)中，按照目标产物各元素之间的摩尔质量比称取有机组分和无机组分，其中MAI和/或FAI的摩尔质量总和与PbI₂的摩尔质量之比为1：1。

通过采用上述方案，该微波法加热钙钛矿前驱体溶液的方式具有普适性，通过调整该钙钛矿前驱体溶液中各组分的摩尔质量，从而可以高效制备不同组分的高质量钙钛矿微晶。

作为上述方案的进一步改进，所述步骤(1)中，将MAI和/或FAI以及PbI₂溶解于碳酸丙烯酯中，超声10min－20min，随后持续搅拌30min－40min，获得澄清溶液，所述澄清溶液即为钙钛矿前驱体溶液。

作为上述方案的进一步改进，所述步骤(2)中，加热的温度为100～110℃，加热的时间为10～15min。

作为上述方案的进一步改进，所述步骤(1)中，钙钛矿前驱体溶液的浓度为0.4mol/L～0.5mol/L。

通过采用上述方案，发明人发现除了微波温度外，另一个决定产率的因素是钙钛矿前驱体溶液的浓度。若钙钛矿前驱体溶液的浓度过低，达不到饱和状态，则无产物析出，因此，选择钙钛矿前驱体溶液的浓度为0.4mol/L～0.5mol/L，优选0.45mol/L，能够保证钙钛矿前驱体溶液达到过饱和状态，从而保证较高的产率。

本发明第二方面在于提供一种钙钛矿微晶，其通式为MA_XFA_1－XPbI₃，其中MA代表CH₃NH₃ ⁺，FA代表HC(NH₂)₂ ⁺，由如上所述的利用微波法高效制备钙钛矿微晶的方法制备得到。

本发明第三方面在于提供一种钙钛矿微晶的光电应用，所述钙钛矿微晶用于制备钙钛矿太阳电池。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、首次利用碳酸丙烯酯溶剂结合微波加热的方法制备钙钛矿微晶，合成方法简单，制备成本低廉，能够实现大批量稳定合成，制备速率快且产率高；

2、本发明制备方法耗时更短，结合碳酸丙烯酯溶剂可以显著提升产率，且可以最大程度避免母液腐蚀晶体表面，维持晶体表面的金属光泽；

3、本发明采用微波加热的方式，相较于传统的研磨法和搅拌法，合成的钙钛矿微晶的结晶度更好，相纯度更高；

4、本发明制备方法具有一定的普适性，适合制备多种组分微晶。

附图说明

图1是本发明实施例1～6制备钙钛矿微晶的制备示意图；

图2是本发明实施例1－2中获得钙钛矿微晶粉末产物的X射线衍射结果图(实施例1－FA_0.75MA_0.25PbI₃；实施例2－FA_0.25MA_0.75PbI₃)；

图3是常见溶剂施主数及其与Pb²⁺离子配位能力示意图；

图4(a)是本发明对比例1中以丁内酯作为溶剂所得产物的光学图像；

图4(b)是本发明实施例4中以碳酸丙烯酯作为溶剂所得产物的光学图像；

图5是本发明实施例4和对比例1中所得钙钛矿微晶产物的X射线衍射结果图(实施例4－PC；对比例1－GBL)；

图6(a)是本发明对比例2中采用传统研磨法得到的MAPbI₃粉末示意图；

图6(b)是本发明对比例3中采用传统搅拌法得到的MAPbI₃粉末示意图；

图7是本发明实施例4和对比例2－3中三种不同制备方法所得钙钛矿微晶产物的X射线衍射结果图(实施例4－微波法；对比例2－研磨法；对比例3－搅拌法)；

图8是本发明实施例4和实施例6中所得钙钛矿微晶产物的X射线衍射结果图(实施例4－直接加热；实施例6－梯度加热)。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例及附图对本发明作进一步说明。

下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件进行，实施例中所用的各种常用化学试剂或样品，如无特别说明，均为市售产品。

为了实现大批量快速制备钙钛矿微晶粉末，发明人起初想到的是传统的研磨法和溶液反应法。研磨法是称取等摩尔比的MAI(碘化甲胺，CH₃NH₃I)和PbI₂(碘化铅)于研钵中，在手套箱内研磨30min后，可以得到黑色粉末。搅拌法是称取MAI溶于适量乙腈中，再加入等摩尔比的PbI₂，搅拌1.5h后得到黑色粉末。然而，这两种方法所得到的产物均为无光泽、结晶度低且相不纯的粉末，都混有不同量的杂质。

在探索微波条件的过程中，起初以MAPbI₃为目标产物，选用传统的丁内酯(GBL)作为溶剂，微波参数为120℃(加热温度)，10min(加热时长)，250W(微波反应器功率)，所得产物为黑色颗粒状的MAPbI₃。将其于光学显微镜下观察，发现颗粒表面刻蚀严重，证明GBL作为溶剂难以得到规整的晶体。

分析发现，可能由于丁内酯(GBL)对钙钛矿的溶解度高，温度下降后，母液刻蚀晶体表面。

因此根据溶剂与配位能力，我们选择配位能力更弱的碳酸丙烯酯(PC)作为溶剂。随后，发明人发现微波温度的选择会影响产物的纯度。选用MAI和PbI₂溶于碳酸丙烯酯(PC)中，配制成0.5M的溶液，调节微波温度为150℃，时间为10min所得产物为黄黑色混合物。以相同的微波参数尝试多次后，仍得到黄黑色混合物。分析原因可能是由于温度太高导致PC溶剂挥发，PbI₂析出，导致有黄色物质析出。于是调整微波温度为70℃～130℃，在其他条件相同下加热10min－30min，析出黑色微晶，且结晶度较高。除微波温度外，发明人发现另一个决定产率的因素是钙钛矿前驱体溶液的浓度。当钙钛矿前驱体溶液的浓度过低时，达不到过饱和状态，则无产物析出，因此需要保证钙钛矿前驱体溶液达到过饱和状态，以保证有较高的产率。

实施例

实施例1－3：

一种微波法高效制备钙钛矿微晶(MA_XFA_1－XPbI₃)的方法，如图1所示，包括下列步骤：

(1)按照目标产物各元素之间的摩尔质量比称取MAI(碘化甲胺，CH₃NH₃I)、FAI(碘化甲脒，HC(NH₂)₂I)和PbI₂(FAI+MAI与PbI₂的摩尔比为1：1)，其中MAI和FAI之间的摩尔比如表1所示，将MAI、FAI和PbI₂溶解于碳酸丙烯酯中，超声处理如表1所示时间，并不断搅拌如表1所示时间，得到澄清溶液，所述澄清溶液即为MA_XFA_1－XPbI₃钙钛矿前驱体溶液，MA_XFA_{1－ X}PbI₃钙钛矿前驱体溶液的浓度如表1所示；

(2)将MA_XFA_1－XPbI₃钙钛矿前驱体溶液盛入小烧杯并转移到微波反应器中加热，设置微波反应器的功率为250W，控制加热温度如表2所示，加热时长如表2所示；

(3)反应完全后，从MA_XFA_1－XPbI₃钙钛矿前驱体溶液中析出黑色微晶，黑色微晶经过滤洗涤之后得到具有金属光泽的晶体，所述晶体即为MA_XFA_1－XPbI₃钙钛矿微晶，钙钛矿微晶产物的具体化学式如表1所示。

通过本实施例的制备方法，可以调剂MAI和FAI的摩尔比例得到多种不同组分比例的钙钛矿微晶(MA_XFA_1－XPbI₃)。

表1－实施例1－3中各组分及工艺参数

实施例4

一种微波法高效制备钙钛矿微晶(MAPbI₃)的方法，如图1所示，包括下列步骤：

(1)按照目标产物各元素之间的摩尔质量比称取MAI(碘化甲胺，CH₃NH₃I)、和PbI₂(FAI+MAI与PbI₂的摩尔比为1：1)，将MAI和PbI₂溶解于碳酸丙烯酯中，超声处理为10min，并不断搅拌30min，得到澄清溶液，所述澄清溶液即为MAPbI₃钙钛矿前驱体溶液，MAPbI₃钙钛矿前驱体溶液的浓度为0.45mol/L；

(2)将MAPbI₃钙钛矿前驱体溶液盛入小烧杯并转移到微波反应器中加热，设置微波反应器的功率为250W，控制加热温度为100℃，加热时长为10min；

(3)反应完全后，从MAPbI₃钙钛矿前驱体溶液中析出黑色微晶，黑色微晶经过滤洗涤之后得到具有金属光泽的晶体，所述晶体即为MAPbI₃钙钛矿微晶。

实施例5：

一种微波法高效制备钙钛矿微晶(MAPbI₃)的方法，各步骤及各步骤所涉及的试剂、参数等均与实施例4相同，不同之处在于：将步骤(2)中的微波加热的温度改为100℃，微波加热的时间改为20min。

实施例6：

一种微波法高效制备钙钛矿微晶(MAPbI₃)的方法，各步骤及各步骤所涉及的试剂、参数等均与实施例4相同，不同之处在于：在步骤(2)中，将MAPbI₃钙钛矿前驱体溶液盛入小烧杯并转移到微波反应器中加热，设置微波反应器的功率为250W，通过梯度升温加热的方式控制加热温度并对应加热时间，依次为：70℃－5min，80℃－5min，90℃－5min，100℃－10min，110℃－5min。

应用例

应用例1－6

一种钙钛矿微晶(MA_XFA_1－XPbI₃)的光电应用，所述钙钛矿微晶分别采用上述实施例1－6的方法制备获得，所述钙钛矿微晶用于制备钙钛矿太阳电池。

对比例

对比例1：

一种微波法高效制备钙钛矿微晶(MAPbI₃)的方法，各步骤及各步骤所涉及的试剂、参数等均与实施例4相同，不同之处在于：将步骤(1)中的碳酸丙烯酯(PC)替换为丁内酯(GBL)作为溶剂。

对比例2：

一种制备钙钛矿微晶(MAPbI₃)的方法，如图6所示，采用以下制备方法：称取摩尔比为1：1的MAI和PbI₂于研钵中，在手套箱内研磨30min后，可以得到黑色粉末，所述黑色粉末为MAPbI₃钙钛矿微晶。

对比例3：

一种制备钙钛矿微晶(MAPbI₃)的方法，如图6所示，采用以下制备方法：称取MAI溶于适量乙腈中，再加入PbI₂，MAI和PbI₂的摩尔比为1：1，搅拌1.5h后得到黑色粉末，所述黑色粉末为MAPbI₃钙钛矿微晶。

对比例4

一种制备钙钛矿微晶(MAPbI₃)的方法，各步骤及各步骤所涉及的试剂、参数等均与实施例5相同，不同之处在于：将步骤(2)中的微波法加热方式改为直接加热法，直接加热法采用热台加热，直接加热法中加热温度为100℃，加热时间为40min。

对比例5

一种微波法高效制备钙钛矿微晶(MAPbI₃)的方法，各步骤及各步骤所涉及的试剂、参数等均与实施例5相同，不同之处在于：将步骤(1)中的碳酸丙烯酯(PC)替换为丁内酯(GBL)作为溶剂。

对比例6

一种制备钙钛矿微晶(MAPbI₃)的方法，各步骤及各步骤所涉及的试剂、参数等均与对比例4相同，不同之处在于：将步骤(1)中的碳酸丙烯酯(PC)替换为丁内酯(GBL)作为溶剂。

效果验证：

为体现本发明制备钙钛矿微晶的普适性，如图2所示，本申请通过实施例1－2调整MAI和FAI的摩尔比例，制备得到多种合金微晶(如：FA_0.75MA_0.25PbI₃、FA_0.25MA_0.75PbI₃等)，其中，实施例1所获得的钙钛矿微晶为FA_0.75MA_0.25PbI₃，实施例2所获得的钙钛矿微晶为FA_0.25MA_0.75PbI₃，如图2的X射线衍射结果证明实施例1～2方法所得产物全部为高纯度无杂质微晶。

结合实施例4和对比例1进行效果对比，如图3所示，根据溶剂极性以及配位能力(溶剂施主数越少，与Pb²⁺更难配位，析晶温度低，更容易有结晶析出，而且更容易保护晶体表面)，选用合适的溶剂体系，对于钙钛矿微晶的质量及品质至关重要。

如图4(a)所示，本对比例1中利用传统的丁内酯(GBL)作为溶剂，由于它施主数多，析晶温度高，容易与碘化铅发生配位，对钙钛矿的溶解度较大。所以在结晶析出过程，温度一旦下降，溶解度快速增大时，母液就会严重刻蚀晶体表面。因此，对比例1得到的晶体表面是呈现皱褶的状态，且没有金属光泽。

如图4(b)所示，实施例4通过优化选择碳酸丙烯酯(PC)作为溶剂，由于施主数少，难以与碘化铅发生配位，钙钛矿在较低温度下就可析出，而且可以极大程度地避免析晶过滤过程中由于温度下降导致母液刻蚀晶体表面的问题，维持晶体表面较好的金属光泽。

如图5所示，通过实施例4和对比例1所获得的钙钛矿微晶为MAPbI₃，X射线衍射结果证明实施例4方法所得产物全部为高纯度无杂质微晶，表明采用碳酸丙烯酯(PC)作为溶剂所获得的钙钛矿微晶纯度高。

结合实施例4和对比例2－3进行效果对比，可以验证实施例1～4方法的优越性，如图6(a)和(b)所示，通过对比例2传统的研磨法和对比例3搅拌法得到的X射线衍射均为粉末状，且没有任何金属光泽。如图7所示，X射线衍射表征表明对比例2传统的研磨法和对比例3搅拌法得到的粉末都不是纯相，存在杂质。相反地，利用实施例4方法制备得到的MAPbI₃为纯相，没有杂质，而且衍射峰强度高，表明实施例4方法制备得到的MAPbI₃微晶结晶度更高、品质更好。

结合实施例5和对比例4－6进行效果对比，可以表明实施例1－5选择的碳酸丙烯酯(PC)溶剂的优越性，将对比例4、6的传统直接加热法与实施例5、对比例5的微波加热法的产率进行对比，结果如下表2所示：

表2－不同溶剂处理下经微波法和直接加热法制备MAPbI₃的实验结果

由表2可以看出，无论是以丁内酯(GBL)还是以碳酸丙烯酯(PC)作为溶剂，实施例5和对比例5的微波法加热的产率均高于对比例4和对比例6的直接加热法，并且微波法加热合成钙钛矿微晶所需要的时间短于直接加热法，同时产率更高。

除此之外，实施例5和对比例4中以碳酸丙烯酯(PC)作为溶剂的微波法加热所制备得到的微晶产率，是对比例4和对比例6中以丁内酯(GBL)作为溶剂的微波法加热得到微晶产率的10倍。且在对比例6中使用丁内酯(GBL)作为溶剂时，经直接加热40min后不能得到产物，表明实施例1－5优化选择的碳酸丙烯酯(PC)溶剂更适合于实现快速化、批量化合成高品质的钙钛矿微晶。

结合实施例3和实施例6的效果进行对比，如图8所示，实施例6通过梯度控温得到的钙钛矿微晶比对比例2直接100℃微波加热得到的微晶粉末衍射峰更强，表明实施例6通过梯度升温，减少成核数量，使得晶体尺寸更大，得到结晶度更高的钙钛矿微晶，即通过梯度升温加热的方式明显提高了钙钛矿微晶产物的质量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种微波法高效制备钙钛矿微晶的方法，其特征在于，所述制备方法包括下列步骤：

(1)按照目标产物各元素之间的摩尔质量比称取有机组分和无机组分，并将有机组分和无机组分溶解于碳酸丙烯酯中，即得钙钛矿前驱体溶液；

(2)采用微波法加热钙钛矿前驱体溶液，控制微波加热温度为70℃～130℃，微波加热时长为10min～30min；

(3)反应完全后，从钙钛矿前驱体溶液中析出黑色微晶，黑色微晶经过滤洗涤之后得到具有金属光泽的晶体，所述晶体即为钙钛矿微晶。

2.根据权利要求1所述的一种微波法高效制备钙钛矿微晶的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，采用微波法加热钙钛矿前驱体溶液时，通过梯度升温加热的方式控制加热的温度。

3.根据权利要求2所述的一种微波法高效制备钙钛矿微晶的方法，其特征在于，所述梯度升温加热的方式为先70℃加热5min，再80℃加热5min，然后升温至90℃加热5min，然后升温至100℃加热10min，最后升温至110℃加热5min。

4.根据权利要求1所述的一种微波法高效制备钙钛矿微晶的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述有机组分为MAI和/或FAI，其中MA代表CH₃NH₃ ⁺，FA代表HC(NH₂)₂ ⁺，所述无机组分为PbI₂；

所述步骤(3)中，所述钙钛矿微晶的化学通式为MA_XFA_1－XPbI₃。

5.根据权利要求4所述的一种微波法高效制备钙钛矿微晶的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，按照目标产物各元素之间的摩尔质量比称取有机组分和无机组分，其中MAI和/或FAI的摩尔质量总和与PbI₂的摩尔质量之比为1：1。

6.根据权利要求4所述的一种微波法高效制备钙钛矿微晶的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，将MAI和/或FAI以及PbI₂溶解于碳酸丙烯酯中，超声10min－20min，随后持续搅拌30min－40min，获得澄清溶液，所述澄清溶液即为钙钛矿前驱体溶液。

7.根据权利要求1所述的一种微波法高效制备钙钛矿微晶的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，微波加热的温度为100～110℃，微波加热的时间为10min～15min。

8.根据权利要求1所述的一种微波法高效制备钙钛矿微晶的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，钙钛矿前驱体溶液的浓度为0.4mol/L～0.5mol/L。

9.一种钙钛矿微晶，其特征在于，其通式为MA_XFA_1－XPbI₃，其中MA代表CH₃NH₃ ⁺，FA代表HC(NH₂)₂ ⁺，由权利要求1～8任一项所述的一种微波法高效制备钙钛矿微晶的方法制备得到。

10.一种钙钛矿微晶的光电应用，其特征在于，采用如权利要求9所述的一种钙钛矿微晶，所述钙钛矿微晶用于制备钙钛矿太阳电池。

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