[发明专利]一种微波辅助加热合成CsSnX3钙钛矿量子点的方法

说明书

一种微波辅助加热合成CsSnX₃钙钛矿量子点的方法，属于半导体与纳米科技领域。将碳酸铯(Cs₂CO₃)、油酸(OA)和油胺(OAm)按照摩尔比1:0.375:0.375的比例，加入到十八烯(ODE)与极性溶剂体积比为1:3～1:5的混合溶剂中，然后置于微波加热装置中，搅拌、抽真空，并升温至60～100℃，保温至溶解获得摩尔浓度为0.5～1.5M铯的前驱体溶液；通入惰性气体，升温度至150～190℃，快速注入0.5～1.5M的卤化锡(SnX₂)三辛基膦(TOP)溶液，反应1～5min，降温后再加入乙酸甲酯或叔丁醇，进行离心，再用正己烷进行洗涤3‑5次，干燥后获得CsSnX₃量子点粉体。本发明方法反应温度场的温度分布均匀且精确可控、加热和降温速度快、制备周期短和产率高；量子点结晶性高、表面缺陷少、尺寸分布均一、荧光量子产率高和安全性高。

技术领域

本发明属于半导体和纳米科技领域，具体涉及微波辅助加热合成 CsSnX₃钙钛矿量子点的方法。

背景技术

量子点(QD)，也被称为胶体半导体纳米晶体(NCs，通常为 2-20nm大)，因为具有量子限域效应、量子尺寸效应等独特性质，表现出优异的光电性能，具有非常广泛的应用潜力和前景。与传统的纳米晶和有机染料相比，量子点材料具有宽的激发区域和较窄的发射光谱，荧光光谱的范围可分布在全部可见光范围内，因此具有更强的光吸收能力和稳定的发光性能。量子点荧光强度的稳定性也优于传统的有机荧光染料，荧光产率可达90％以上，且具有较强的抗光漂白能力。量子点材料表面多样的化学活性，具有“游离”的胶体状态，能够分散到更多种类的溶剂和基质中并最终可以被灵活地运用于各种设备。综上所述，量子点材料在太阳能电池、发光二极管(LED)、激光器、生物标记等方面具有其他材料不可比拟的优势，作为未来的光电子材料正被深入研究。

利用量子点制备的Q-LED能效高、成本低、稳定性好且易加工，在全色显示和固态照明等应用方面具有极大的潜力。1994年Colvin 等(Colvin V L,Schlamp M C,Alivisatos A P.Nature,1994,370: 354-357.)利用CdSe胶体量子点第一次报道了Q-LED。随后，Sun 等(Sun Q J,WangYA.Nature.Photonics,2007,1:717)通过对量子点层厚度的优化，使红、橙、黄和绿色的Q-LED的最高发光分别可以达到9064、3200、4470和3700cd/m²，但是器件的稳定性较差。随后，越来越多的人开始了对Q-LED的所有组分进行研究并取得了进步。鉴于胶体量子点溶液可加工性，Q-LED将主要采用胶体量子点通过印刷或喷涂的工艺实现低成本、大面积的LED生产。