[发明专利]量子点及其制备方法

说明书

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种量子点及其制备方法。所述量子点包括钙钛矿量子点和油性表面配体，所述钙钛矿量子点的通式为CsPb_yMn_1‑yX₃，所述油性表面配体通过氢键与所述钙钛矿量子点中的X结合；其中，X选自Cl、Br和I中的至少一种，0<y<1。本发明的量子点具有优越的稳定性，非常有利于在光电显示、固态照明、光伏发电领域的应用。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种量子点及其制备方法。

背景技术

传统的光伏材料由于造价高昂、能量转化率低，一直制约着光伏产业的发展与壮大。近年来研究发现，有机-无机金属卤化物钙钛矿材料具有光转化效率高、发光光谱宽、空穴-电子复合能小、载流子迁移速率大等优点，在光伏产业、LED、光通讯及生物医疗领域具有广阔的应用前景。与有机-无机金属卤化物钙钛矿材料相比，全无机金属卤化物钙钛矿材料呈现更加优异的稳定性，具有更加广阔的应用前景。

量子点材料由于其激发光谱宽、发射光谱窄、发光波长可调、发光效率高等光学特点，被认为是极具潜力的新型光电材料。研究发现，基于金属卤化物钙钛矿量子点材料的太阳能电池的光转化效率可达20％，具有光明的应用前景。但是，金属卤化物钙钛矿量子点材料合成条件比较苛刻，需要使用大量毒性较大的有机溶剂、需要使用惰性气体保护、需要较高的反应温度，合成过程具有较大的环境危害，且成本较高。另外，钙钛矿量子点清洗纯化过程中，产生大量的工业废液，这进一步增加了材料的环境危害，提高了材料的成本。上述两个因素制约了钙钛矿量子点材料的发展与应用。减少有机溶剂使用量是降低环境危害、减小生产成本的方法，但是，现有的合成方法无法避免毒性较大的有机溶剂的使用。因此，探索无需溶剂、操作简单、成本低廉且可工业化生产的合成方法，是当下钙钛矿量子点领域的研究热点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种量子点及其制备方法，旨在解决现有钙钛矿量子点的稳定性不好，且制备过程危害环境、制备成本高的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种量子点，所述量子点包括钙钛矿量子点和油性表面配体，所述钙钛矿量子点的通式为CsPb_yMn_1-yX₃，所述油性表面配体通过氢键与所述钙钛矿量子点中的X结合；其中，X选自Cl、Br和I中的至少一种，0<y<1。

本发明提供的量子点，其含有通式为CsPb_yMn_1-yX₃的钙钛矿量子点以及连接在其表面上的油溶性配体，该量子点中，利用Mn原子替换了传统CsPbX₃钙钛矿量子点中的部分Pb原子，由于Mn-X键的解离能高于Pb-X键解离能，因此，Mn原子掺杂可提升钙钛矿量子点的稳定性，同时，油性表面配体中的氢原子与CsPb_yMn_1-yX₃钙钛矿量子点中的卤素原子X通过氢键结合，使得油性表面配体可以牢牢地连接在CsPb_yMn_1-yX₃钙钛矿量子点表面，大大地降低了CsPb_yMn_1-yX₃钙钛矿量子点表面能，进一步使CsPb_yMn_1-yX₃钙钛矿量子点可以稳定存在；因此，本发明的量子点具有优越的稳定性，非常有利于在光电显示、固态照明、光伏发电领域的应用。

本发明另一方面提供一种量子点的制备方法，包括如下步骤：