[发明专利]一种钙钛矿量子点材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钙钛矿量子点及其制备方法，其为适用于紫外/蓝光激发的白光LED用蓝、绿、黄、红全光谱可调节的荧光粉；本发明利用介孔空心的CaF₂纳米球较高的稳定性，将预制备的铅卤钙钛矿量子点通过毛细原理，吸附到CaF₂纳米小球空腔内部，再在温和的条件下除去残余溶剂，最合形成稳定性好的钙钛矿量子点，该制备方法简单，快速，而且仅仅使用了一种非极性的有机溶剂，因此钙钛矿量子点原有的高荧光效率得到很好的保留，本发明结合了传统稀土发光材料和新兴的高效的钙钛矿量子点，所得产物具有优异的光学性能，在照明/显示用的固相白光LED中具有一定的推广价值。

技术领域

本发明属于发光材料领域，尤其涉及一种钙钛矿量子点材料及其制备方法。

背景技术

铅卤钙钛矿量子点因其较高的载流子迁移率、高的量子效率、高的色纯度，以及易调节的带隙等特点，在光电探测、太阳能电池、照明、显示等领域有着广泛的应用。但钙钛矿晶体结构不稳定，易受到光、热、水分、氧气等影响，钙钛矿会发生降解，进而影响了器件的效率。此外不同组分钙钛矿量子点之间的离子交换也严重阻碍了钙钛矿在发光领域的实际应用。目前，稳定性也成为实现钙钛矿商业化的最大阻碍。在保持钙钛矿量子点高效发光的前提下，有效的提升钙钛矿材料的稳定性也成为了当下的研究热点。致密的高分子链能够钝化量子点表面，同时也避免了量子点与环境的直接接触，极大的提升了量子点的防水性能。但由于碳材料的热稳定较差，以及光照下扩散的特点，聚合物似乎并不是保护量子点的首选材料。

绝大多数的无机材料都是高度稳定的，且相对于热稳定性较差的有机物，无机材料具有更加优越的热稳定性，通过无机物的封装、包覆钙钛矿量子点也受到越来越多的关注。通常介孔SiO₂、TiO₂、Al₂O₃用于实现对钙钛矿的包覆，但是这类材料仅仅起着保护钙钛矿的作用。因此，寻求其他的多功能且高度稳定的无机材料钝化钙钛矿成为研究人员的当务之急。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种钙钛矿量子点材料及其制备方法。本发明的钙钛矿量子点材料是通过以CaF₂作为保护钙钛矿的材料，由许多小的CaF₂纳米晶自组装形成的单分散的CaF₂微球具有较大的孔隙，且其内部具有较大空腔，量子点可以通过孔道进入内部空腔中，从而避免了与环境的直接接触，提升了钙钛矿量子点的稳定性。此外，CaF₂是一种较为理想的掺杂基质，本发明中通过掺杂稀土活化离子，可以实现CaF₂的上/下转换的发光，从而实现单纳米离子的双色发光。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种钙钛矿量子点材料，其由内核和表面壳层组成，所述内核为钙钛矿量子点，所述外壳为CaF₂。

优选地，所述外壳中还包含稀土元素，如铈、铽等。

优选地，所述钙钛矿量子点为无机卤化铯铅量子点和/或无机-有机杂化的钙钛矿量子点。

所述无机卤化铯铅量子点为CsPbX₃,其中X为Cl,Br,I中至少一种。

所述无机-有机杂化的钙钛矿量子点为MAPbX₃或FAPbX₃，其中MA为CH₃NH₃，FA为CH₂(NH₃)₂，X为Cl,Br,I中至少一种。

所述无机卤化铯铅量子点的制备方法，包括以下步骤：

(1)将Cs₂CO₃加热溶于油酸和十八烯的混合溶液中，以获得Cs-OA的前驱体溶液；