[发明专利]一种高量子产率零维钙钛矿结构纯相Cs4PbBr6材料及合成方法

说明书

本发明公开了一种高量子产率零维钙钛矿结构纯相Cs₄PbBr₆材料及合成方法。本发明利用简单的配体辅助再沉淀方法，通过改变长短链烃有机配体，并改变有机配体的比率，在室温环境下获得了荧光量子产率高于95%，半峰宽约20nm，发光色纯度高的520nm绿光。此外，还通过改变不同的注入前驱量与卤素阴离子交换等方法来调节带隙，获得了450‑630nm的荧光光谱。此方法获得的绿光样品具有很好的稳定性，并结合蓝光、红光荧光粉组合成白光LED灯。本发明在LED、平板显示、太阳能电池等领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种高量子产率零维钙钛矿结构纯相Cs₄PbBr₆材料及合成方法，属于半导体纳米材料，光电材料制备技术领域。

背景技术

近年来兴起的卤化物钙钛矿( ABX3 )材料具有优异的光致发光和电致发光特性，在太阳能电池、光电探测器、LED灯、显示等领域展现了很好的应用前景；国内外的研究团队也竞相加入了钙钛矿研究行列。然而，随着研究的进一步加深，许多制约其发展应用的问题也接踵而来。首当其冲的是稳定性；基于此，不同相结构的钙钛矿材料受到人们的广泛关注，并研究其对光学性能的影响^1,2。尤其是零维钙钛矿因其在晶格中完全分离八面体[PbX₆]^4-结构而具有优良的稳定性³。因此，高PLQY高量产纯相零维钙钛矿材料的获得显得尤为重要。

参考文献。

(1) Wang, K. H.; Wu, L.; Li, L.; Yao, H. B.; Qian, H. S.; Yu, S. H.Large-Scale Synthesis of Highly Luminescent Perovskite-Related CsPb₂Br₅Nanoplatelets and Their Fast Anion Exchange. Angew. Chem., Int. Ed. 2016, 55, 8328−8332.

(2) Aharon, S.; Etgar, L. Two Dimensional Organometal Halide PerovskiteNanorods with Tunable Optical Properties. Nano Lett. 2016, 16, 3230−3235.

(3) Chen, Y.; Zhou, Y.; Zhao, Q.; Zhang, J.; Ma, J.; Xuan, T.; Guo, S.;Yong, Z.; Wang, J.; Kuroiwa, Y.; Moriyoshi, C.; Sun, Hong-Tao. Cs₄PbBr₆/CsPbBr₃ Perovskite Composites with Near-Unity Luminescence Quantum Yield:Large-Scale Synthesis, Luminescence and Formation Mechanism, and White Light-Emitting Diode Application. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10, 15905。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单的室温合成高量子产率纯相零维钙钛矿材料，通过改变长短链烃有机配体，并改变有机配体的比率，获得了PLQY高达95.1%，半峰宽约20nm的520nm绿光。

本发明可通过如下技术方案实现，步骤如下。

步骤1，将金属卤化盐BX₂和AX溶于二甲基甲酰胺（DMF）中，超声使其完全溶解。