CN114016138A - 一种高质量二维或准二维层状钙钛矿单晶材料及其制备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于二维钙钛矿单晶材料领域，公开了一种高质量二维或准二维层状钙钛矿单晶材料及其制备，其通式为(L)2(A)n‑1BnX3n+1，其中，L为正丙基胺根离子(C3H7NH3 +)、异丙基胺根离子(C3H7NH3 +)、正丁基胺根离子(C4H9NH3 +)、正戊基胺根离子(C5H11NH3 +)、正己基胺根离子(C6H13NH3 +)、苯甲基胺根离子(C6H5CH2NH3 +)、苯乙基胺根离子(C6H5CH2CH2NH3 +)中的至少一种。本发明通过对二维或准二维钙钛矿单晶材料的内部组成及细节结构进行改进，引入特定的L这一有机间隔离子，能够大大扩充ABX3型钙钛矿材料中A位离子的种类选择范围，克服容忍因子t的限制，大大丰富有机‑无机杂化钙钛矿材料的种类。

Description

一种高质量二维或准二维层状钙钛矿单晶材料及其制备
技术领域
本发明属于二维钙钛矿单晶材料领域，更具体地，涉及一种高质量二维或准二维层状钙钛矿单晶材料及其制备，得到的高质量二维或准二维钙钛矿单晶可以作为光电探测器材料、太阳能电池材料、发光二极管材料、场效应晶体管材料、光子晶体材料等。
背景技术
作为新兴半导体材料，有机-无机杂化钙钛矿材料具有载流子迁移率高、载流子寿命长和缺陷容忍度高等优点，受到了研究者的广泛关注。钙钛矿太阳能电池更是发展迅速，目前小面积器件的公证效率已高达25.5％。钙钛矿材料在发光二极管器件中也具有良好的应用，报道的光致发光外量子效率已达到21.6％。此外，其在探测器和场效应晶体管领域也有着广泛应用。钙钛矿单晶具有低缺陷密度，不仅适合研究其各种本征物理性质，而且在太阳能电池和探测器等光电器件中也有着广泛应用。需要指出的是，形成化学组成为ABX3的三维钙钛矿晶体结构时，A、B和X这三种离子的离子半径受到容忍因子t(
Figure BDA0003329577320000011
R为离子半径)的严格限制，即需满足0.8<t<1。
二维或准二维层状钙钛矿材料中钙钛矿层被有机绝缘层(阳离子)分隔开，形成天然的量子阱结构，兼具了有机材料的介电性和无机材料的导电性。此外，可通过调节有机组分和无机组分的比例生长出具有不同层数的二维或准二维钙钛矿材料，进而调控其光电性能，使其在太阳能电池、光电探测器、发光二极管和场效应晶体管中有着十分重要的作用。但目前其钙钛矿层中A位离子大部分都基于MA+或FA+,其有效离子半径分别为217pm和253pm，具有更大尺寸A位离子，例如272pm的DMA+(CH3-NH2 +-CH3)、277pm的Ace+(H2N-C(CH3)＝NH2 +)、278pm的Gua+(C(NH2)3 +)、I取代的FA+(H2N-C(I)＝NH2 +)、Br取代的FA+(H2N-C(Br)＝NH2 +)、Cl取代的FA+(H2N-C(Cl)＝NH2 +)、F取代的FA+(H2N-C(F)＝NH2 +)离子的层状钙钛矿研究较少。
本发明发明人所在课题组前期研究得到了一种新型钙钛矿功能材料及其在光电器件中的应用(中国专利CN109627259)，虽然它也公开了脒类分子在共混或修饰钙钛矿材料中的应用，利用脒类部分取代A位阳离子MA+，在一定程度上减少了缺陷态密度、提高了载流子荧光寿命，提升了钙钛矿材料的光电性能，但该前期成果得到的是改善三维钙钛矿材料的光电性能，由于容忍因子的严格限制，无法形成三维钙钛矿晶体结构，无法得到三维钙钛矿单晶材料；并且，由于该现有技术是利用脒类部分取代A位阳离子，形成了混合A位阳离子体系，因此无法根据混合A位阳离子来研究A位阳离子给钙钛矿单晶材料的光电性质带来的影响。
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高质量二维或准二维层状钙钛矿单晶材料及其制备，其中通过对二维或准二维钙钛矿单晶材料的内部组成及细节结构进行改进，引入特定的L位有机间隔离子，能够放松容忍因子t这一严格条件，大大扩充ABX3型钙钛矿材料中A位离子的种类选择范围，大大丰富有机-无机杂化钙钛矿材料的种类，调节二维或准二维钙钛矿材料的本征性能，改善二维或准二维钙钛矿材料的光吸收能力、载流子寿命等各项光电性能，这为后续将二维或准二维钙钛矿材料投入到实际光伏器件应用中提供了保障。并且，本发明还为这一新型的高质量、高纯度的二维或准二维钙钛矿单晶提供了基于降温结晶法的制备方法，该制备方法还具有简单快速、价格低廉、条件温和的特点。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种二维或准二维层状钙钛矿单晶材料，其特征在于，其通式为(L)2(A)n-1BnX3n+1，该通式中：
L为正丙基胺根离子(C3H7NH3 +)、异丙基胺根离子(C3H7NH3 +)、正丁基胺根离子(C4H9NH3 +)、正戊基胺根离子(C5H11NH3 +)、正己基胺根离子(C6H13NH3 +)、苯甲基胺根离子(C6H5CH2NH3 +)、苯乙基胺根离子(C6H5CH2CH2NH3 +)中的至少一种；
A代表钙钛矿材料中的A位一价阳离子；
B代表钙钛矿材料中的B位二价金属阳离子；
X代表钙钛矿材料中的一价阴离子；
n为大于或等于1的整数。
作为本发明的进一步优选，所述A为MA+(CH3NH3 +)、FA+(H2N-CH＝NH2 +)、DMA+(CH3-NH2 +-CH3)、Ace+(H2N-C(CH3)＝NH2 +)、Gua+(C(NH2)3 +)、I取代的FA+(H2N-C(I)＝NH2 +)、Br取代的FA+(H2N-C(Br)＝NH2 +)、Cl取代的FA+(H2N-C(Cl)＝NH2 +)、F取代的FA+(H2N-C(F)＝NH2 +)中的一种或几种的组合。
作为本发明的进一步优选，所述A的离子半径为200-300pm。
作为本发明的进一步优选，所述B为Pb2+或Sn2+；
所述X选自I-、Br-、Cl-、SCN-、BF4 -、PF6 -、HCOO-、CH3COO-。
按照本发明的另一方面，本发明提供了上述二维或准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，其特征在于，准二维层状钙钛矿单晶材料具体为(BA)2(MA)Pb2I7、(BA)2(FA)Pb2I7、(BA)2(DMA)Pb2I7、(BA)2(Gua)Pb2I7、(PA)2(MA)Pb2I7、(PA)2(FA)Pb2I7、(PA)2(DMA)Pb2I7、(PA)2(Ace)Pb2I7、(PA)2(Gua)Pb2I7、(HA)2(MA)Pb2I7或(HA)2(Gua)Pb2I7；其中：
(BA)2(MA)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝BA+、A＝MA+、B＝Pb2+，先按摩尔比BA+：MA+：Pb2+＝1：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；
(BA)2(FA)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝BA+、A＝FA+、B＝Pb2+，先按摩尔比BA+：FA+：Pb2+＝1.4：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；
(BA)2(DMA)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝BA+、A＝DMA+、B＝Pb2+，先按摩尔比BA+：DMA+：Pb2+＝1.6：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；
(BA)2(Gua)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝BA+、A＝Gua+、B＝Pb2+，先按摩尔比BA+：Gua+：Pb2+＝1：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；
(PA)2(MA)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝PA+、A＝MA+、B＝Pb2+，先按摩尔比PA+：MA+：Pb2+＝1：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；
(PA)2(FA)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝PA+、A＝FA+、B＝Pb2+，先按摩尔比PA+：FA+：Pb2+＝1.4：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；
(PA)2(DMA)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝PA+、A＝DMA+、B＝Pb2+，先按摩尔比PA+：DMA+：Pb2+＝(1～2)：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；优选的，摩尔比PA+：DMA+：Pb2+优选为1.0：1：2、1.2：1：2、1.4：1：2、1.6：1：2、1.8：1：2或2：1：2；
(PA)2(Gua)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝PA+、A＝Gua+、B＝Pb2+，先按摩尔比PA+：Gua+：Pb2+＝1：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；
(PA)2(Ace)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝PA+、A＝Ace+、B＝Pb2+，先按摩尔比PA+：Ace+：Pb2+＝1：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；
(HA)2(MA)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝HA+、A＝MA+、B＝Pb2+，先按摩尔比HA+：MA+：Pb2+＝1：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；
(HA)2(Gua)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝HA+、A＝Gua+、B＝Pb2+，先按摩尔比HA+：Gua+：Pb2+＝1：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；
其中，BA+代表正丁胺阳离子，PA+代表正戊胺阳离子，HA+代表正己胺阳离子，MA+代表甲胺阳离子，FA+代表甲脒阳离子，DMA+代表二甲胺阳离子，Gua+代表胍阳离子，Ace+代表乙脒阳离子。
作为本发明的进一步优选，配制前驱体溶液所采用的溶剂为氢碘酸含量为55.0-58.0wt％的氢碘酸水溶液；优选的，该氢碘酸水溶液中还预先添加有H3PO2稳定剂，H3PO2在该氢碘酸水溶液中的浓度不超过1.5wt％。
作为本发明的进一步优选，所述降温结晶法是采用0.5℃/h-5℃/h的冷却速度由最高保温温度开始降温，最高保温温度范围在120℃-130℃。
作为本发明的进一步优选，所述前驱体溶液中Pb2+离子的浓度为0.25mol/L～0.5mol/L。
作为本发明的进一步优选，所述L源为L离子所对应的胺类化合物或L的氢卤酸盐，所述A源为AX化合物，所述B源为B的氧化物BO。
作为本发明的进一步优选，所述B为Pb2+，所述制备方法包括以下步骤：
(1)控制环境湿度条件，使湿度不超过50RH％；
(2)将氧化铅(PbO)、A的氢卤酸盐加入至氢碘酸水溶液中，随后加热至120℃-130℃，持续搅拌至完全溶解，得到澄清溶液；
(3)将步骤(2)得到的所述澄清溶液在120℃-130℃下稳定至少0.5h，随后向其中滴加L源，溶液中出现薄片；
(4)将步骤(3)所得体系在120℃-130℃持续搅拌，直到全部溶解得到澄清溶液，然后再将此澄清溶液在120℃-130℃下稳定至少0.5h；
(5)将步骤(4)得到的所述澄清溶液缓慢降温直到室温，所述缓慢降温所使用的降温速率范围为0.5℃/h-5℃/h；
(6)自降温开始的数小时或数天后，即可得到准二维钙钛矿单晶；
优选的，所述制备方法还包括步骤：
(7)将得到的单晶材料干燥后保存；更优选的，所述保存是直接保存在室内空气环境中。
通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，通过设计通式为(L)2(A)n- 1BnX3n+1的二维或准二维层状钙钛矿单晶材料(当n＝1时，(L)2(A)n-1BnX3n+1为二维钙钛矿材料，此时在晶体的重复单元中，BX6八面体骨架为一层；当n≥2时，(L)2(A)n-1BnX3n+1为准二维钙钛矿材料，此时在晶体的重复单元中，BX6八面体骨架为多层)，其中，L是作为有机间隔离子，具体选自正丙基胺根离子(C3H7NH3 +)、异丙基胺根离子(C3H7NH3 +)、正丁基胺根离子(C4H9NH3 +)、正戊基胺根离子(C5H11NH3 +)、正己基胺根离子(C6H13NH3 +)、苯甲基胺根离子(C6H5CH2NH3 +)、苯乙基胺根离子(C6H5CH2CH2NH3 +)，能够放松容忍因子t这一严格条件，大大扩充ABX3型钙钛矿材料中A位离子的种类选择范围，大大丰富有机-无机杂化钙钛矿材料的种类，调节二维或准二维钙钛矿材料的本征性能，改善二维或准二维钙钛矿材料的光吸收能力、载流子寿命等各项光电性能。该二维或准二维钙钛矿单晶具有有机材料的介电性和无机材料的导电性，可形成天然量子肼结构。该单晶材料具有超高纯度，同时基于其独特的结构和低缺陷性质，可用于光电探测、太阳能电池、发光二极管、场效应晶体管以及光子晶体等。进一步的，可通过改变材料的组分，可实现量子肼结构和光电性质的调整(例如，可以通过改变原料种类和投料比，如相应的改变通式中L、A、B的种类，以及n的大小，从而制备得到不同的二维或准二维钙钛矿单晶材料)。
由于L的作用，本发明中的二维或准二维钙钛矿单晶材料不同于其它已报道的二维层状单晶材料，其A位离子不仅可以选用MA或FA，而且可以选用一些半径更大的有机阳离子，因而不受到三维钙钛矿材料(组成为ABX3)中容忍因子t(
Figure BDA0003329577320000071
R为离子半径)的限制。
相较于现有技术CN109627259，本发明通过引入特定的L这一有机间隔离子(L起到间隔作用，并不取代A位阳离子，如图5所示)，着眼于二维或准二维钙钛矿单晶材料，放松了容忍因子及A位阳离子种类的限制，可成功生长得到二维或准二维钙钛矿单晶材料，并可进一步单独研究A位阳离子给钙钛矿单晶材料的光电性质带来的影响。
并且，本发明中的二维或准二维层状钙钛矿单晶材料可使用降温结晶法制备，相比于其它制备二维钙钛矿单晶的方法，例如反溶剂蒸发法和反溶剂扩散法，此方法制备时间较短，且可以通过调节降温速率来控制晶体尺寸大小。本发明制备方法简单快速、价格低廉、条件温和，对环境条件要求较低，可重复性好，适合高质量、高纯度二维或准二维单晶材料的制备；制备得到的高质量二维或准二维钙钛矿单晶在光电领域具有良好的应用前景，此制备方法对于单晶的商业化应用也具有极大的潜力。
由于二维或准二维钙钛矿独特的结构使得容忍因子的这一严格条件得到了放松，能够使较大尺寸的A位阳离子进入到钙钛矿晶格当中，但是目前能够形成二维钙钛矿单晶中A位阳离子的选择仍然十分有限。虽然之前有发明提到使用脒类分子作为添加剂，用于改善三维钙钛矿材料的光电性能，鲜有应用在二维钙钛矿晶体材料中。本发明不仅探究了脒基阳离子在二维或准二维钙钛矿晶体材料中的应用，还探究了类似阳离子DMA+(CH3-NH2 +-CH3)、Ace+(H2N-C(CH3)＝NH2 +)、Gua+(C(NH2)3 +)在二维或准二维钙钛矿材料中的应用。
本发明还对该二维或准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法进行优选控制，对于n＝2的(L)2(A)n-1BnX3n+1，以(BA)2(MA)Pb2I7、(BA)2(FA)Pb2I7、(BA)2(DMA)Pb2I7、(BA)2(Gua)Pb2I7、(PA)2(MA)Pb2I7、(PA)2(FA)Pb2I7、(PA)2(DMA)Pb2I7、(PA)2(Ace)Pb2I7、(PA)2(Gua)Pb2I7、(HA)2(MA)Pb2I7、(HA)2(Gua)Pb2I7为例，能够有效制得(L)2(A)B2X7准二维单晶。本发明研究过程中发现当按照(L)2(A)B2X7化学式中L、A、B三者的名义化学剂量比配比L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中降温结晶法并不能得到相应化学式的准二维钙钛矿材料，而更倾向于生长出n＝1的(L)2PbI4二维钙钛矿，原因在于n＝1的二维钙钛矿中具有最高比例的L源，并且较高浓度的L源浓度易于生长出较低层数的二维钙钛矿材料，使得绝大部分A位阳离子无法进入到钙钛矿晶格当中。而本发明通过对原物料中化学计量比进行调整，通过研究发现降低L源的加入量从而降低体系中L源的比例，发现更易生长出n＝2的(L)2(A)B2X7的准二维钙钛矿单晶材料，后期实验也证实通过调整加入物料的计量比来生长出相应的n值的二维或准二维钙钛矿(当然，若期望n＝1，则可以直接按通式中的名义化学剂量比配比各原料)。
除了物料的计量比影响着二维或准二维钙钛矿单晶材料的生长过程。发明人在研发过程中还发现，由于某些A位阳离子的氢卤酸盐，例如MACl，FACl，FAI，DMACl，AceCl等，在空气环境中极易于潮解变质，严重影响着单晶生长过程，导致生长产物均为非钙钛矿相，对此，本发明在单晶生长过程中通过降低反应过程中的湿度条件，保持空气中的湿度条件不超过50RH％，可得到高质量二维或准二维钙钛矿单晶材料。得到的晶体可以在50℃鼓风干燥箱中干燥8h-10h，之后保存在室内环境中。
综上，本发明中的二维或准二维钙钛矿单晶及其制备方法在光电探测、太阳能电池、发光二极管、场效应晶体管以及光子晶体等领域有着重要的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例1－5所得准二维钙钛矿单晶的光学图片，其中，图1中的a)对应实施例1制备得到的准二维钙钛矿单晶材料(PA)2(MA)Pb2I7，图1中的b)对应实施例2制备得到的准二维钙钛矿单晶材料(PA)2(FA)Pb2I7，图1中的c)对应实施例3制备得到的准二维钙钛矿单晶材料(PA)2(DMA)Pb2I7，图1中的d)对应实施例4制备得到的准二维钙钛矿单晶材料(PA)2(Gua)Pb2I7，图1中的e)对应实施例5制备得到的准二维钙钛矿单晶材料(PA)2(Ace)Pb2I7；并且，对于图1中的a)～e)，左上角的标尺分别代表20μm、100μm、500μm、100μm、100μm。
图2是实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5中得到的准二维钙钛矿单晶材料的粉末X射线衍射图谱。
图3是实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5中得到的准二维钙钛矿单晶材料的紫外可见吸收光谱。
图4是实施例4中得到的准二维钙钛矿单晶的扫描电子显微镜图。
图5是本发明中(L)2(A)n-1BnX3n+1材料中n＝2的分子结构示意图(如图所示，BX6八面体骨架为2层)。
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。
总的来说，本发明中的二维或准二维层状钙钛矿单晶，其化学组成为(L)2(A)n- 1BnX3n+1,其中L为有机间隔离子，如正丁基胺根离子(BA，C4H9NH3 +)或正戊基胺根离子(PA,C5H11NH3 +)等，A为有机阳离子，如甲基胺根离子(MA,CH3NH3 +)或甲脒阳离子(FA,H2N-C＝NH2 +)等，B为二价金属阳离子，如铅离子(Pb2+)或锡离子(Sn2+)等，X为一价阴离子，如氯离子(Cl-)或溴离子(Br-)等。以n＝2为例，分子结构示意图如图5所示。
相应的制备方法可基于降温结晶法，可以先将形成密闭的制备环境，将环境湿度控制为不超过50RH％；采用的降温结晶法中冷却速度可以设置在0.5℃/h-5℃/h，温度范围可设置在25℃-130℃，单晶质量最佳。
以下为具体实施例：
实施例1：
将甲基氯化胺(MACl)和氧化铅(PbO)按摩尔比1：2加入到氢碘酸水溶液中，在120℃持续搅拌直至溶解，得到前驱体溶液，Pb2+离子在溶液中的浓度为0.5M(mol/L)；将前驱体溶液在120℃停止搅拌并稳定0.5h，按与氧化铅的摩尔量之比为0.8：1称取正戊胺(C5H11NH2)，缓慢滴加至前驱体溶液中，会出现深红色薄片；将此溶液在120℃持续搅拌直至溶解，随后停止搅拌并在120℃稳定0.5h；将澄清溶液开始缓慢降温，从120℃开始以5℃/h的降温速度降至100℃，再以2℃/h的降温速度降至80℃，再以1℃/h的降温速度降至40℃，再以0.5℃/h降至室温。数小时后得到红色的(PA)2(MA)Pb2I7准二维钙钛矿单晶晶体(该单晶的化学式是经过单晶XRD检测并分析得出的)，将得到的(PA)2(MA)Pb2I7单晶置于50℃鼓风干燥箱中干燥8h，达到完全干燥。
实施例2：
将甲脒氢碘酸盐(FAI)和氧化铅(PbO)按摩尔比1：2加入到氢碘酸水溶液中，在120℃持续搅拌直至溶解，得到前驱体溶液，Pb2+离子在溶液中的浓度为0.5M(mol/L)；停止搅拌并将前驱体溶液在120℃稳定0.5h，按与氧化铅的摩尔量之比为0.7:1称取正戊胺(C5H11NH2)并缓慢滴加至前驱体溶液中，会出现深红色的薄片；将混合溶液在130℃持续搅拌直至溶解，随后停止搅拌并在120℃稳定0.5h；将澄清溶液开始缓慢降温，从120℃开始以5℃/h的降温速度降至100℃，再以2℃/h的降温速度降至80℃，再以1℃/h的降温速度降至40℃，再以0.5℃/h降至室温。数小时后得到红色的(PA)2(FA)Pb2I7准二维钙钛矿单晶晶体和淡黄色的三维钙钛矿晶体(该单晶的化学式是经过单晶XRD检测并分析得出的)，将得到的红色的(PA)2(FA)Pb2I7准二维钙钛矿单晶置于50℃鼓风干燥箱中干燥8h，达到完全干燥。
实施例3：
将二甲胺氢碘酸盐(DMAI)和氧化铅(PbO)按摩尔比1：2加入到氢碘酸水溶液中，在120℃持续搅拌直至溶解，得到前驱体溶液，Pb2+离子在溶液中的浓度为0.5M(mol/L)；将前驱体溶液在120℃停止搅拌稳定0.5h，按与氧化铅的摩尔量之比为0.8：1称取正戊胺(C5H11NH2)，并缓慢滴加至前驱体溶液中，会出现深红色的薄片；将混合溶液在130℃持续搅拌直至溶解，随后停止搅拌并将该溶液在130℃稳定0.5h；将澄清溶液开始缓慢降温，从130℃开始以5℃/h的降温速度降至100℃，再以2℃/h的降温速度降至80℃，再以1℃/h的降温速度降至40℃，再以0.5℃/h降至室温。数小时后得到红色的(PA)2(DMA)Pb2I7准二维钙钛矿单晶(该单晶的化学式是经过单晶XRD检测并分析得出的)，将得到的(PA)2(DMA)Pb2I7单晶置于50℃鼓风干燥箱中干燥8h，达到完全干燥。
实施例4：
将盐酸胍(GuaCl)和氧化铅(PbO)按摩尔比1：2加入到氢碘酸水溶液中，在120℃持续搅拌直至溶解，得到前驱体溶液，Pb2+离子在溶液中的浓度为0.5M(mol/L)；将前驱体溶液在120℃停止搅拌并稳定0.5h，按与氧化铅的摩尔量之比为1：2称取正戊胺(C5H11NH2)，并缓慢滴加至前驱体溶液中，会出现深红色的薄片；将混合溶液在120℃持续搅拌直至溶解，停止搅拌并将该溶液在120℃稳定0.5h；将澄清溶液开始缓慢降温，从120℃开始以5℃/h的降温速度降至100℃，再以2℃/h的降温速度降至80℃，再以1℃/h的降温速度降至40℃，再以0.5℃/h降至室温。数小时后得到红色的(PA)2(Gua)Pb2I7准二维钙钛矿单晶(该单晶的化学式是经过单晶XRD检测并分析得出的)，将得到的(PA)2(Gua)Pb2I7单晶置于50℃鼓风干燥箱中干燥8h，达到完全干燥。
实施例5：
将乙脒盐酸盐(AceCl)和氧化铅(PbO)按摩尔比1：2加入到氢碘酸水溶液中，在125℃持续搅拌直至溶解，得到前驱体溶液，Pb2+离子在溶液中的浓度为0.5M(mol/L)；将前驱体溶液在125℃停止搅拌并稳定0.5h，按与氧化铅的摩尔量之比为1：2称取正戊胺(C5H11NH2)，并缓慢滴加至前驱体溶液中，会出现深红色薄片；将混合溶液在130℃持续搅拌直至溶解，停止搅拌并将该溶液在130℃稳定0.5h；将澄清溶液开始缓慢降温，从130℃开始以5℃/h的降温速度降至100℃，再以2℃/h的降温速度降至80℃，再以1℃/h的降温速度降至40℃，再以0.5℃/h降至室温。数小时后得到红色的(PA)2(Ace)Pb2I7准二维钙钛矿单晶(该单晶的化学式是经过单晶XRD检测并分析得出的)，将得到的(PA)2(Ace)Pb2I7单晶置于50℃鼓风干燥箱中干燥8h，达到完全干燥。
实施例6
将二甲胺氢碘酸盐(DMAI)和氧化铅(PbO)按摩尔比1：2加入到氢碘酸水溶液中，在120℃持续搅拌直至溶解，得到前驱体溶液，Pb2+离子在溶液中的浓度为0.5M(mol/L)；将前驱体溶液在120℃停止搅拌稳定0.5h，按与氧化铅的摩尔量之比为0.5：1称取正戊胺(C5H11NH2)，并缓慢滴加至前驱体溶液中，会出现深红色的薄片；将混合溶液在130℃持续搅拌直至溶解，随后停止搅拌并将该溶液在130℃稳定0.5h；将澄清溶液开始缓慢降温，从130℃开始以5℃/h的降温速度降至100℃，再以2℃/h的降温速度降至80℃，再以1℃/h的降温速度降至40℃，再以0.5℃/h降至室温。数小时后得到红色的(PA)2(DMA)Pb2I7准二维钙钛矿单晶，将得到的(PA)2(DMA)Pb2I7单晶置于50℃鼓风干燥箱中干燥8h，达到完全干燥。
实施例7
将二甲胺氢碘酸盐(DMAI)和氧化铅(PbO)按摩尔比1：2加入到氢碘酸水溶液中，在120℃持续搅拌直至溶解，得到前驱体溶液，Pb2+离子在溶液中的浓度为0.5M(mol/L)；将前驱体溶液在120℃停止搅拌稳定0.5h，按与氧化铅的摩尔量之比为0.6：1称取正戊胺(C5H11NH2)，并缓慢滴加至前驱体溶液中，会出现深红色的薄片；将混合溶液在130℃持续搅拌直至溶解，随后停止搅拌并将该溶液在130℃稳定0.5h；将澄清溶液开始缓慢降温，从130℃开始以5℃/h的降温速度降至100℃，再以2℃/h的降温速度降至80℃，再以1℃/h的降温速度降至40℃，再以0.5℃/h降至室温。数小时后得到红色的(PA)2(DMA)Pb2I7准二维钙钛矿单晶，将得到的(PA)2(DMA)Pb2I7单晶置于50℃鼓风干燥箱中干燥8h，达到完全干燥。
实施例8
将二甲胺氢碘酸盐(DMAI)和氧化铅(PbO)按摩尔比1：2加入到氢碘酸水溶液中，在120℃持续搅拌直至溶解，得到前驱体溶液，Pb2+离子在溶液中的浓度为0.5M(mol/L)；将前驱体溶液在120℃停止搅拌稳定0.5h，按与氧化铅的摩尔量之比为0.7：1称取正戊胺(C5H11NH2)，并缓慢滴加至前驱体溶液中，会出现深红色的薄片；将混合溶液在130℃持续搅拌直至溶解，随后停止搅拌并将该溶液在130℃稳定0.5h；将澄清溶液开始缓慢降温，从130℃开始以5℃/h的降温速度降至100℃，再以2℃/h的降温速度降至80℃，再以1℃/h的降温速度降至40℃，再以0.5℃/h降至室温。数小时后得到红色的(PA)2(DMA)Pb2I7准二维钙钛矿单晶，将得到的(PA)2(DMA)Pb2I7单晶置于50℃鼓风干燥箱中干燥8h，达到完全干燥。
实施例9
将二甲胺氢碘酸盐(DMAI)和氧化铅(PbO)按摩尔比1：2加入到氢碘酸水溶液中，在120℃持续搅拌直至溶解，得到前驱体溶液，Pb2+离子在溶液中的浓度为0.5M(mol/L)；将前驱体溶液在120℃停止搅拌稳定0.5h，按与氧化铅的摩尔量之比为0.9：1称取正戊胺(C5H11NH2)，并缓慢滴加至前驱体溶液中，会出现深红色的薄片；将混合溶液在130℃持续搅拌直至溶解，随后停止搅拌并将该溶液在130℃稳定0.5h；将澄清溶液开始缓慢降温，从130℃开始以5℃/h的降温速度降至100℃，再以2℃/h的降温速度降至80℃，再以1℃/h的降温速度降至40℃，再以0.5℃/h降至室温。数小时后得到红色的(PA)2(DMA)Pb2I7准二维钙钛矿单晶，将得到的(PA)2(DMA)Pb2I7单晶置于50℃鼓风干燥箱中干燥8h，达到完全干燥。
实施例10
将二甲胺氢碘酸盐(DMAI)和氧化铅(PbO)按摩尔比1：2加入到氢碘酸水溶液中，在120℃持续搅拌直至溶解，得到前驱体溶液，Pb2+离子在溶液中的浓度为0.5M(mol/L)；将前驱体溶液在120℃停止搅拌稳定0.5h，按与氧化铅的摩尔量之比为1：1称取正戊胺(C5H11NH2)，并缓慢滴加至前驱体溶液中，会出现深红色的薄片；将混合溶液在130℃持续搅拌直至溶解，随后停止搅拌并将该溶液在130℃稳定0.5h；将澄清溶液开始缓慢降温，从130℃开始以5℃/h的降温速度降至100℃，再以2℃/h的降温速度降至80℃，再以1℃/h的降温速度降至40℃，再以0.5℃/h降至室温。数小时后得到红色的(PA)2(DMA)Pb2I7准二维钙钛矿单晶，将得到的(PA)2(DMA)Pb2I7单晶置于50℃鼓风干燥箱中干燥8h，达到完全干燥。
实施例11：
将甲基氯化胺(MACl)和氧化铅(PbO)按摩尔比1：2加入到氢碘酸水溶液中，在120℃持续搅拌直至溶解，得到前驱体溶液，Pb2+离子在溶液中的浓度为0.5M(mol/L)；将前驱体溶液在120℃停止搅拌并稳定0.5h，按与氧化铅的摩尔量之比为1：2称取正丁胺(C4H9NH2)，缓慢滴加至前驱体溶液中，会出现深红色薄片；将此溶液在120℃持续搅拌直至溶解，随后停止搅拌并在120℃稳定0.5h；将澄清溶液开始缓慢降温，从120℃开始以5℃/h的降温速度降至100℃，再以2℃/h的降温速度降至80℃，再以1℃/h的降温速度降至40℃，再以0.5℃/h降至室温。数小时后得到红色的(BA)2(MA)Pb2I7准二维钙钛矿单晶晶体(该单晶的化学式是经过单晶XRD检测并分析得出的)，将得到的(BA)2(MA)Pb2I7单晶置于50℃鼓风干燥箱中干燥8h，达到完全干燥。
实施例12：
将甲脒氢碘酸盐(FAI)和氧化铅(PbO)按摩尔比1：2加入到氢碘酸水溶液中，在120℃持续搅拌直至溶解，得到前驱体溶液，Pb2+离子在溶液中的浓度为0.5M(mol/L)；将前驱体溶液在120℃停止搅拌并稳定0.5h，按与氧化铅的摩尔量之比为0.7：1称取正丁胺(C4H9NH2)，缓慢滴加至前驱体溶液中，会出现深红色薄片；将此溶液在120℃持续搅拌直至溶解，随后停止搅拌并在120℃稳定0.5h；将澄清溶液开始缓慢降温，从120℃开始以5℃/h的降温速度降至100℃，再以2℃/h的降温速度降至80℃，再以1℃/h的降温速度降至40℃，再以0.5℃/h降至室温。数小时后得到红色的(BA)2(FA)Pb2I7准二维钙钛矿单晶晶体(该单晶的化学式是经过单晶XRD检测并分析得出的)，将得到的(BA)2(FA)Pb2I7单晶置于50℃鼓风干燥箱中干燥8h，达到完全干燥。
实施例13：
将二甲胺氢碘酸盐(DMAI)和氧化铅(PbO)按摩尔比1：2加入到氢碘酸水溶液中，在120℃持续搅拌直至溶解，得到前驱体溶液，Pb2+离子在溶液中的浓度为0.5M(mol/L)；将前驱体溶液在120℃停止搅拌稳定0.5h，按与氧化铅的摩尔量之比为0.8：1称取正丁胺(C4H9NH2)，并缓慢滴加至前驱体溶液中，会出现深红色的薄片；将混合溶液在130℃持续搅拌直至溶解，随后停止搅拌并将该溶液在130℃稳定0.5h；将澄清溶液开始缓慢降温，从130℃开始以5℃/h的降温速度降至100℃，再以2℃/h的降温速度降至80℃，再以1℃/h的降温速度降至40℃，再以0.5℃/h降至室温。数小时后得到红色的(BA)2(DMA)Pb2I7准二维钙钛矿单晶(该单晶的化学式是经过单晶XRD检测并分析得出的)，将得到的(BA)2(DMA)Pb2I7单晶置于50℃鼓风干燥箱中干燥8h，达到完全干燥。
实施例14：
将盐酸胍(GuaCl)和氧化铅(PbO)按摩尔比1：2加入到氢碘酸水溶液中，在120℃持续搅拌直至溶解，得到前驱体溶液，Pb2+离子在溶液中的浓度为0.5M(mol/L)；将前驱体溶液在120℃停止搅拌并稳定0.5h，按与氧化铅的摩尔量之比为1：2称取正丁胺(C4H9NH2)，并缓慢滴加至前驱体溶液中，会出现深红色的薄片；将混合溶液在120℃持续搅拌直至溶解，停止搅拌并将该溶液在120℃稳定0.5h；将澄清溶液开始缓慢降温，从120℃开始以5℃/h的降温速度降至100℃，再以2℃/h的降温速度降至80℃，再以1℃/h的降温速度降至40℃，再以0.5℃/h降至室温。数小时后得到红色的(BA)2(Gua)Pb2I7准二维钙钛矿单晶(该单晶的化学式是经过单晶XRD检测并分析得出的)，将得到的(BA)2(Gua)Pb2I7单晶置于50℃鼓风干燥箱中干燥8h，达到完全干燥。
实施例15：
将甲基氯化胺(MACl)和氧化铅(PbO)按摩尔比1：2加入到氢碘酸水溶液中，在120℃持续搅拌直至溶解，得到前驱体溶液，Pb2+离子在溶液中的浓度为0.5M(mol/L)；将前驱体溶液在120℃停止搅拌并稳定0.5h，按与氧化铅的摩尔量之比为1：2称取正己胺(C6H13NH2)，缓慢滴加至前驱体溶液中，会出现深红色薄片；将此溶液在120℃持续搅拌直至溶解，随后停止搅拌并在120℃稳定0.5h；将澄清溶液开始缓慢降温，从120℃开始以5℃/h的降温速度降至100℃，再以2℃/h的降温速度降至80℃，再以1℃/h的降温速度降至40℃，再以0.5℃/h降至室温。数小时后得到红色的(HA)2(MA)Pb2I7准二维钙钛矿单晶晶体(该单晶的化学式是经过单晶XRD检测并分析得出的)，将得到的(HA)2(MA)Pb2I7单晶置于50℃鼓风干燥箱中干燥8h，达到完全干燥。
实施例16：
将盐酸胍(GuaCl)和氧化铅(PbO)按摩尔比1：2加入到氢碘酸水溶液中，在120℃持续搅拌直至溶解，得到前驱体溶液，Pb2+离子在溶液中的浓度为0.5M(mol/L)；将前驱体溶液在120℃停止搅拌并稳定0.5h，按与氧化铅的摩尔量之比为1：2称取正己胺(C6H13NH2)，并缓慢滴加至前驱体溶液中，会出现深红色的薄片；将混合溶液在120℃持续搅拌直至溶解，停止搅拌并将该溶液在120℃稳定0.5h；将澄清溶液开始缓慢降温，从120℃开始以5℃/h的降温速度降至100℃，再以2℃/h的降温速度降至80℃，再以1℃/h的降温速度降至40℃，再以0.5℃/h降至室温。数小时后得到红色的(HA)2(Gua)Pb2I7准二维钙钛矿单晶(该单晶的化学式是经过单晶XRD检测并分析得出的)，将得到的(HA)2(Gua)Pb2I7单晶置于50℃鼓风干燥箱中干燥8h，达到完全干燥。
上述实施例中，制得的单晶材料层状堆积。金相显微镜和扫描电子显微镜可观察到本发明所得准二维钙钛矿单晶材料具有层状结构。以实施例1－5为例，如图1所示，制备得到的准二维钙钛矿晶体材料均具有二维晶体材料独特的层状结构；如图2所示，首先X射线衍射图谱中出现低于5°的低角度衍射峰，同样说明二维晶体材料的形成，衍射峰单一说明并未出现其他晶体相，衍射峰的半高宽小说明晶体材料结晶性好，晶体纯度高；如图3所示，不同的A位阳离子制备得到的准二维钙钛矿单晶材料的带隙不同，说明了二维或准二维钙钛矿单晶材料性能可调谐。
上述实施例所采用的原材料，均由市售购得。
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 (10)

1.一种二维或准二维层状钙钛矿单晶材料，其特征在于，其通式为(L)2(A)n-1BnX3n+1，该通式中：
L为正丙基胺根离子(C3H7NH3 +)、异丙基胺根离子(C3H7NH3 +)、正丁基胺根离子(C4H9NH3 +)、正戊基胺根离子(C5H11NH3 +)、正己基胺根离子(C6H13NH3 +)、苯甲基胺根离子(C6H5CH2NH3 +)、苯乙基胺根离子(C6H5CH2CH2NH3 +)中的至少一种；
A代表钙钛矿材料中的A位一价阳离子；
B代表钙钛矿材料中的B位二价金属阳离子；
X代表钙钛矿材料中的一价阴离子；
n为大于或等于1的整数。
2.如权利要求1所述二维或准二维层状钙钛矿单晶材料，其特征在于，所述A为MA+(CH3NH3 +)、FA+(H2N-CH＝NH2 +)、DMA+(CH3-NH2 +-CH3)、Ace+(H2N-C(CH3)＝NH2 +)、Gua+(C(NH2)3 +)、I取代的FA+(H2N-C(I)＝NH2 +)、Br取代的FA+(H2N-C(Br)＝NH2 +)、Cl取代的FA+(H2N-C(Cl)＝NH2 +)、F取代的FA+(H2N-C(F)＝NH2 +)中的一种或几种的组合。
3.如权利要求1所述二维或准二维层状钙钛矿单晶材料，其特征在于，所述A的离子半径为200-300pm。
4.如权利要求1所述二维或准二维层状钙钛矿单晶材料，其特征在于，所述B为Pb2+或Sn2+；
所述X选自I-、Br-、Cl-、SCN-、BF4 -、PF6 -、HCOO-、CH3COO-。
5.如权利要求1－4任意一项所述二维或准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，其特征在于，准二维层状钙钛矿单晶材料具体为(BA)2(MA)Pb2I7、(BA)2(FA)Pb2I7、(BA)2(DMA)Pb2I7、(BA)2(Gua)Pb2I7、(PA)2(MA)Pb2I7、(PA)2(FA)Pb2I7、(PA)2(DMA)Pb2I7、(PA)2(Ace)Pb2I7、(PA)2(Gua)Pb2I7、(HA)2(MA)Pb2I7或(HA)2(Gua)Pb2I7；其中：
(BA)2(MA)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝BA+、A＝MA+、B＝Pb2+，先按摩尔比BA+：MA+：Pb2+＝1：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；
(BA)2(FA)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝BA+、A＝FA+、B＝Pb2+，先按摩尔比BA+：FA+：Pb2+＝1.4：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；
(BA)2(DMA)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝BA+、A＝DMA+、B＝Pb2 +，先按摩尔比BA+：DMA+：Pb2+＝1.6：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；
(BA)2(Gua)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝BA+、A＝Gua+、B＝Pb2 +，先按摩尔比BA+：Gua+：Pb2+＝1：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；
(PA)2(MA)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝PA+、A＝MA+、B＝Pb2+，先按摩尔比PA+：MA+：Pb2+＝1：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；
(PA)2(FA)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝PA+、A＝FA+、B＝Pb2+，先按摩尔比PA+：FA+：Pb2+＝1.4：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；
(PA)2(DMA)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝PA+、A＝DMA+、B＝Pb2 +，先按摩尔比PA+：DMA+：Pb2+＝(1～2)：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；优选的，摩尔比PA+：DMA+：Pb2+优选为1.0：1：2、1.2：1：2、1.4：1：2、1.6：1：2、1.8：1：2或2：1：2；
(PA)2(Gua)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝PA+、A＝Gua+、B＝Pb2 +，先按摩尔比PA+：Gua+：Pb2+＝1：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；
(PA)2(Ace)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝PA+、A＝Ace+、B＝Pb2 +，先按摩尔比PA+：Ace+：Pb2+＝1：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；
(HA)2(MA)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝HA+、A＝MA+、B＝Pb2+，先按摩尔比HA+：MA+：Pb2+＝1：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；
(HA)2(Gua)Pb2I7准二维层状钙钛矿单晶材料的制备方法，是以L＝HA+、A＝Gua+、B＝Pb2 +，先按摩尔比HA+：Gua+：Pb2+＝1：1：2配比原料L源、A源和B源，将它们混合于溶剂中，从而配制得到前驱体溶液；然后，将得到的所述前驱体溶液按降温结晶法降温析晶，即可得到准二维层状钙钛矿单晶材料；
其中，BA+代表正丁胺阳离子，PA+代表正戊胺阳离子，HA+代表正己胺阳离子，MA+代表甲胺阳离子，FA+代表甲脒阳离子，DMA+代表二甲胺阳离子，Gua+代表胍阳离子，Ace+代表乙脒阳离子。
6.如权利要求5所述制备方法，其特征在于，配制前驱体溶液所采用的溶剂为氢碘酸含量为55.0-58.0wt％的氢碘酸水溶液；优选的，该氢碘酸水溶液中还预先添加有H3PO2稳定剂，H3PO2在该氢碘酸水溶液中的浓度不超过1.5wt％。
7.如权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述降温结晶法是采用0.5℃/h-5℃/h的冷却速度由最高保温温度开始降温，最高保温温度范围在120℃-130℃。
8.如权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液中Pb2+离子的浓度为0.25mol/L～0.5mol/L。
9.如权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述L源为L离子所对应的胺类化合物或L的氢卤酸盐，所述A源为AX化合物，所述B源为B的氧化物BO。
10.如权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述B为Pb2+，所述制备方法包括以下步骤：
(1)控制环境湿度条件，使湿度不超过50RH％；
(2)将氧化铅(PbO)、A的氢卤酸盐加入至氢碘酸水溶液中，随后加热至120℃-130℃，持续搅拌至完全溶解，得到澄清溶液；
(3)将步骤(2)得到的所述澄清溶液在120℃-130℃下稳定至少0.5h，随后向其中滴加L源，溶液中出现薄片；
(4)将步骤(3)所得体系在120℃-130℃持续搅拌，直到全部溶解得到澄清溶液，然后再将此澄清溶液在120℃-130℃下稳定至少0.5h；
(5)将步骤(4)得到的所述澄清溶液缓慢降温直到室温，所述缓慢降温所使用的降温速率范围为0.5℃/h-5℃/h；
(6)自降温开始的数小时或数天后，即可得到准二维钙钛矿单晶；
优选的，所述制备方法还包括步骤：
(7)将得到的单晶材料干燥后保存；更优选的，所述保存是直接保存在室内空气环境中。
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