[发明专利]一种铜掺杂红光钙钛矿量子点及其制备方法

说明书

本发明属于光电子材料制备技术领域，更具体地，涉及一种铜掺杂红光钙钛矿量子点及其制备方法。本发明以铯盐或甲脒基盐、乙酸铜、溴化铅、碘化铅为原料，以有机酸、有机胺为配体，通过热注入法快速合成稳定、高效、可溶液加工的铜掺杂红光钙钛矿量子点。通过铜掺杂大大提高了红光钙钛矿量子点的稳定性，同时保证了量子点接近90％的高荧光量子效率，该材料随着铜掺杂量的增加吸收波长及对应的荧光发射波长有蓝移现象。所得的红光钙钛矿量子点粉末具有良好的稳定性，在空气湿度大于85％的情况下仍可保存15天以上。本发明制备方法简单，绿色环保，所得红光钙钛矿量子点可应用于发光二极管、光电探测器、激光器、太阳能电池等光电器件中。

技术领域

本发明属于光电子材料制备技术领域，更具体地，涉及一种铜掺杂红光钙钛矿量子点及其制备方法。

背景技术

有机无机金属卤化物钙钛矿量子点(APbX₃:其中A＝Cs或CH(NH₂)₂；X＝Cl,Br或I)因其具有合成工艺简单、色域范围广、较高的量子产率、以及窄且可调节的发射光谱等优势，在发光二极管、激光器、光电探测器和太阳能电池等领域具有巨大的潜在应用价值。

通过近几年的发展，对绿光钙钛矿量子点CsPbBr₃(荧光发射波长在520nm左右)的研究已取得较大进展且稳定性也已有很大的提升。而红光钙钛矿量子点APbBr_yI_3-y:(其中A＝Cs或CH(NH₂)₂；0y1)(荧光发射波长在630nm左右)也是全谱显示与照明的关键材料之一，但是该结构的量子点由于结构中含碘量的增加而导致其极不稳定，在空气中很容易分解。因此在制备、储存和使用过程中对环境的要求非常苛刻，这很大地限制了其在工业化方面应用的进程。

现在技术大多是通过表面包覆无机物来提高钙钛矿量子点的稳定性，而红光钙钛矿量子点主要以溶液形式成膜应用在发光二极管、太阳能电池等光电器件中，而对钙钛矿量子点表面包覆必然会影响量子点溶液的加工性能，增大成膜的表面粗糙度，严重影响器件效率。因此如何提高红光钙钛矿量子点的稳定性又不影响在应用过程中成膜性差成为急需解决的难题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种铜掺杂红光钙钛矿量子点及其制备方法，其通过掺杂过渡金属铜并同时含有溴和碘大大提高了红光钙钛矿量子点的稳定性，同时保证了量子点接近90％的高荧光量子效率，该材料随着铜掺杂量的增加吸收波长及对应的荧光发射波长也有蓝移现象，由此解决现有的红光钙钛矿量子点稳定性不佳，现有技术提高其稳定性的方法影响器件效率等的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种铜掺杂红光钙钛矿量子点的制备方法，以铯盐、铜盐、溴化铅和碘化铅为原料，以有机酸和有机胺为配体，通过热注入法合成铜掺杂红光钙钛矿量子点；或者

以甲脒基盐、铜盐、溴化铅和碘化铅为原料，以有机酸和有机胺为配体，通过热注入法合成铜掺杂红光钙钛矿量子点；

该铜掺杂红光钙钛矿量子点的结构式表示为APb_xCu_1-xBr_yI_3-y；其中A＝Cs或CH(NH₂)₂；0x1，0y≤1。

优选地，所述的制备方法，包括如下步骤：

(1)将铜盐与油酸混合溶解，得到铜前驱体溶液；

(2)将铯盐或甲脒基盐与十八烯和油酸的混合溶液混合加热得到铯或甲脒前驱体溶液；