[发明专利]一种全无机铅卤钙钛矿纳米复合发光材料及制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种全无机铅卤钙钛矿纳米复合发光材料及制备方法和应用，其材料的化学通式为Cs₄PbX₆‑CsPbX₃‑咪唑，X为Cl、Br、I中的一种或几种，咪唑为甲基咪唑、二甲基咪唑、4‑甲基咪唑中的一种或几种；其组成包括20 nm的CsPbX₃发光晶核和160 nm的Cs₄PbX₆框架，形成胶囊式的核壳结构，咪唑作为螯合剂通过其含氮基团与Cs₄PbX₆中的铅离子螯合，大大提高了发光材料的耐水和耐热稳定性；其制备方法采用工艺简单的一步沉淀法在室温下即可合成；将所述发光材料与生物细胞共同孵化，在激光照射下，可成功的进行细胞荧光标定。本发明的发光材料，可望替代传统的稀土三基色荧光粉和有机染料，提高器件的稳定性并拓宽其色域，对促进光电器件及生物荧光标记等应用领域的发展具有重要意义。

技术领域

本发明属于纳米晶发光材料技术领域，具体的说是一种高稳定性全无机铅卤钙钛矿纳米复合发光材料及其制备方法，其应用涉及照明、显示、生物荧光标记、太阳能电池等领域，是一种高稳定性的新型全无机铅卤钙钛矿纳米复合发光材料。

背景技术

全无机含铅钙钛矿量子点由于具有高荧光量子效率、窄发射、宽色域等优点而被广泛研究并应用于光电器件及生物荧光标记等领域[1,2]。目前主要采用热注射法和溶解-沉淀法合成全无机含铅钙钛矿量子点，合成的量子点具有良好的单分散性、荧光量子效率高（~90%）、半高宽较窄（12~42nm）及发射光谱可调(400~700nm)[3,4]。

现有的合成技术主要使用油酸和油胺来修饰钙钛矿量子点，其水、热稳定性较差，直接影响后期钙钛矿量子点的器件制作和应用。虽然文献报道使用X射线辐射、介孔二氧化硅吸附、二氧化硅包覆等方法可以改善该体系量子点在潮湿空气中的稳定性，但是量子点的水和热稳定性仍然无法满足实际应用的需求[5]。因此，解决全无机钙钛矿量子点的水和热稳定性对量子点在光电器件领域的应用具有深远的意义。

参考文献

[1] Palazon F, Di Stasio F, Akkerman Q A, et al. Polymer-free Filmsof Inorganic Halide Perovskite Nanocrystals as UV-to-white Color-conversionLayers in LEDs[J]. Chem Mater, 2016, 28 (9): 2902–2906.

[2]Yi Wei, Xiaoran Deng, Zhongxi Xie, et al.Enhancing the Stabilityof Perovskite Quantum Dotsby Encapsulation in Crosslinked Polystyrene Beadsviaa Swelling–Shrinking Strategy toward Superior WaterResistance[J]. Adv.Funct. Mater. 2017, 27(39), 1703535

[3]Song J, Li J, Li X, et al. Quantum Dot Light‐Emitting Diodes Basedon Inorganic Perovskite Cesium Lead Halides (CsPbX₃)[J]. Advanced materials,2015, 27(44): 7162-7167.

[4]曾海波,李建海,许蕾梦等。多孔增强高性能全无机钙钛矿可见光探测器制备方法。中国,CN106784147A[P],2017-05-31。