[发明专利]一种锰掺杂甲基氨基钙钛矿纳米晶体的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明涉及一种锰掺杂甲基氨基钙钛矿纳米晶体的制备方法，实验方法简单，利用简单的热注射反应方法得到锰掺杂半导体量子点，并通过改变某些参数，能制备出锰掺杂的钙钛矿纳米线。根据本制备方法得到的锰掺杂有机钙钛矿纳米晶体颗粒均匀，荧光效率高，且具有较大的斯托克斯位移，在发光二极管，太阳能电池等领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米技术领域，涉及一种锰掺杂甲基氨基钙钛矿纳米晶体的制备方法及其产品和应用。

背景技术

钙钛矿作为最近几年的研究热点，以其卓越的性能，例如光谱可调，发光效率高，高的吸收系数，广泛应用于光电探测，太阳能电池，发光二极管等领域。过渡金属掺杂半导体量子点是一种非常有效的改善量子点光学和电磁性能的方法。近年来，MAPbX₃(X＝Cl，Br，I)量子点更是引起了众多学者的兴趣。例如E.Horvath小组使用锰掺杂钙钛矿，在光伏设备中用光来改变磁性。Prasenjit Kar小组制备的锰掺杂有机钙钛矿体材料，应用于太阳能电池中，使其填充因子可达87.9％，但一般的MAPbCl₃量子点的效率小于5％。另外MAPbCl₃有很强的自吸收能力，使得其在LED等发光领域有很强的限制。因此需要一种新制备钙钛矿晶体的方法，能很好的合成Mn掺杂MAPbCl3钙钛矿量子点，并且通过改变某些参数，能制备出Mn掺杂的钙钛矿纳米线，使他们的发光效率和斯托克斯位移有所提高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种锰掺杂甲基氨基钙钛矿纳米晶体的制备方法及其产品。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种锰掺杂甲基氨基钙钛矿纳米晶体的制备方法为以下步骤：

(1)将质量比为1：0.8～1的PbCl₂和MnCl₂·4H₂O混合，加入十八烯，油酸和油胺，氮气氛围下搅拌10分钟，加热到120℃，保持30分钟，再到165℃，保持10分钟，记为A溶液；

(2)再将步骤(1)所述A溶液加热到200℃，再加入油酸和油胺，保持10分钟，至溶液变澄清时，把溶液温度降到50～100℃，加入甲胺的四氢呋喃溶液，得到乳白色溶液，再加入甲苯洗涤离心，去掉上清液，得到锰掺杂甲基氨基钙钛矿纳米晶体。

进一步，步骤(1)所述PbCl₂、油酸和油胺质量体积比(mg:ml:ml)为100：0.8～1.3：0.8～1.3。

进一步，步骤(2)所述油酸和油胺加入体积量分别和步骤(1)中油酸和油胺加入体积量相等。

进一步，甲胺的四氢呋喃溶液中甲胺与PbCl₂摩尔比为10～20:1。

进一步，所述锰掺杂甲基氨基钙钛矿纳米晶体为锰掺杂甲基氨基钙钛矿量子点或锰掺杂甲基氨基钙钛矿纳米线。

进一步，所述锰掺杂甲基氨基钙钛矿纳米晶体为锰掺杂甲基氨基钙钛矿量子点时，所述油酸和油胺加入量体积比为1:1。

进一步，所述锰掺杂甲基氨基钙钛矿纳米晶体为锰掺杂甲基氨基钙钛矿纳米线时，所述油酸和油胺加入量体积为比为1.1～1.6:1。

由以上任一项所述的制备方法得到的锰掺杂甲基氨基钙钛矿纳米晶体。

锰掺杂甲基氨基钙钛矿纳米晶体在制备太阳能电池、量子点发光二极管或激光器中的应用。

本发明的有益效果在于：1、本技术方案的制备方法是一种简单的热注射反应方法，操作步骤简单，适合工业化生产。2、本技术方案得到的纳米晶体颗粒均匀，荧光效率高，且具有较大的斯托克斯位移。3、本技术方案得到的纳米线发光效率维持在50％。

附图说明