[发明专利]一种高效的钙钛矿量子点阴离子交换的方法

说明书

本发明公开了一种高效的钙钛矿量子点阴离子交换的方法，包括如下步骤：(1)制备CsPbBr₃钙钛矿量子点原液；(2)将CsPbBr₃钙钛矿量子点原液进行纯化，得到荧光透明溶液；(3)将卤化物和去离子水混合配制卤化物水溶液，取卤化物水溶液在其上层滴加表面活性剂作为界面层，再加入步骤(2)纯化后的荧光透明溶液，形成分层，室温下静置反应，取上层液体，得到阴离子交换后的钙钛矿量子溶液。

技术领域

本发明涉及钙钛矿量子点材料的制备方法，特别涉及一种高效的钙钛矿量子点阴离子交换的方法。

背景技术

无机铯铅卤化物(CsPbX₃，X＝Cl，Br，I)钙钛矿纳米晶体(NCs)于其出色的光学和电子方面的特性吸引了人们的兴趣和关注，如明亮的光致发光(PL)在宽阔的可见光谱区域内发射可调谐(400-700nm)，1-3个窄发射半高宽最大值(fwhm)，稳定性高等等，在高性能照明和显示应用方面使它们具有广泛的应用前景。室温光致发光量子产率(PLQYs)在绿色和红色光谱范围内接近统一，但是热注入法或传统阴离子交换得到CsPbCl₃钙钛矿纳米晶体的稳定性低，效率差(＜10％)，极大地限制其应用。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供克服稳定性差，产率低的钙钛矿量子点阴离子交换的方法。

技术方案：本发明提供一种高效的钙钛矿量子点阴离子交换的方法，包括如下步骤：

(1)制备CsPbBr₃钙钛矿量子点原液；

(2)将CsPbBr₃钙钛矿量子点原液进行纯化，得到荧光透明溶液；

(3)将卤化物和去离子水混合配制卤化物水溶液，取卤化物水溶液在其上层滴加表面活性剂作为界面层，再加入步骤(2)纯化后的荧光透明溶液，形成分层，室温下静置反应，取上层液体，得到阴离子交换后的钙钛矿量子溶液。

进一步地，所述步骤(1)中采用热注入法制备CsPbBr₃钙钛矿量子点原液。

进一步地，所述步骤(2)纯化的方法为将步骤(1)得到的CsPbBr₃钙钛矿量子点原液离心，收集下层沉淀，将下层沉淀溶于有机溶剂中并进行超声溶解，继续离心取上层清夜即可。

进一步地，所述有机溶剂为氯仿、甲苯或正己烷。

进一步地，所述表面活性剂为油胺，氯代十二烷或苯甲酰氯。

进一步地，所述卤化物为氯化镉、氯化锌、氯化铜或碘化镉。

进一步地，所述步骤(3)中室温下静置反应10～14h。本发明合成的钙钛矿量子点的荧光发射峰位主要是通过改变两相(分散在有机溶液里的CsPbBr₃钙钛矿量子点以及卤化物的水溶液)接触的时间进行调节，随着时间的增加，荧光发射峰位不断蓝移，实现可见光范围内的调谐。

上述技术方案利用两相法阴离子交换合成的CsPbCl₃钙钛矿量子点，以CsPbBr₃钙钛矿量子点为模板，表面阴离子交换更加明显，因而合成的钙钛矿量子点稳定性和荧光量子效率都得到了保证。

有益效果：本发明具有较好的环境稳定性、单分散性好、荧光效率高、单色性好；本发明的钙钛矿量子点可实现荧光光谱的调节，得到宽广的颜色区域；本发明合成过程不需要使用任何有毒溶剂、不需要惰性气体保护，制备方法简单；本发明可用于白光LED器件等光电功能材料领域，可直接合成高效率的CsPbCl₃钙钛矿量子点(＞95％)；本发明合成的不同荧光颜色的CsPbBr_3-xCl_x(x＝0-3)钙钛矿量子点半峰宽在10～35nm；本发明可应用于激光器、量子点LED以及太阳能电池等。