[发明专利]一种高度有序的全无机钙钛矿纳米团簇组装体的制备方法

说明书

本发明涉及一种高度有序的全无机钙钛矿纳米团簇组装体的制备方法，本发明采用溶液法制备前驱体铯溶液，其次用有机酸以及有机胺配体在非极性溶剂中溶解卤化铅粉末得到铅前驱体溶液，接着在室温下将适量的油酸铯溶液注入铅前驱体溶液中，搅拌约一分钟后得到絮状全无机钙钛矿纳米团簇组装体。调节配体的种类和含量，均可制备二维六方密堆积以及二维层状结构的团簇组装体。本发明方法简单新颖，可控性强、原料易得，成本较低，可用于光伏器件中。其次本发明提出的团簇组装体模板策略是一种通用方法，适应于多种二维层状纳米晶体的制备，所得纳米晶体材料在光电子器件、太阳能等领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于无机材料技术领域，具体涉及一种高度有序的全无机钙钛矿纳米团簇组装体的制备方法。

背景技术

纳米团簇是通过物理或化学作用力键合在一起的、相对稳定的微观或亚微观原子或分子聚集体。因其小尺寸和表面可塑性，在自组装材料、光电器件、生物标记、医疗及太阳能电池等领域成为研究的热点。在微观尺度下，纳米团簇的形貌对其电子结构和光学性质有很大的影响，通过调节半导体纳米团簇的微观结构，可设计出具有特定性能的材料。在介观尺度下，纳米团簇可以作为构筑单元，通过常规的化学路线或其他自组装策略可制备出良好对称性和几何形状的超结构材料，并可进一步转化为具有特殊结构的纳米材料。

近年来，以钙钛矿晶体结构为主的材料在光伏和光电器件领域引起了广泛的关注。尤其是全无机钙钛矿CsPbX₃ （X = Cl, Br, I）纳米晶体在整个可见区域内表现出可调的荧光发射特点，更是带来研究热潮。钙钛矿型晶体指的是与钛酸钙化合物(CaTiO₃)有相同晶体结构的物质，其分子通式为 ABO₃，由于钙钛矿CsPbX₃是光导性的，因此可以作为半导体材料。目前所合成出的形貌包括零维(0D)量子点、一维(1D)纳米线和二维(2D)纳米片，在反应体系中，中间态的结构对后续的形貌控制具有决定性的作用，但是目前没有关于钙钛矿纳米晶体的中间态研究。

因此，提供一种方法简单，原料易得的制备一种高度有序的全无机钙钛矿纳米团簇组装体的制备方法意义非凡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方法简单，原料易得的制备一种高度有序的全无机钙钛矿纳米团簇组装体的制备方法。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

通过在非极性溶剂中使用有机酸以及有机胺配体辅助溶解卤化铅固体，可以得到铅前驱体溶液，然后在室温下快速注入一定量的油酸铯溶液，继续搅拌约一分钟后，得到稳定的发光絮状物，该物质即为高度有序的全无机钙钛矿纳米团簇组装体。此组装体结构有序、尺寸规整，可作为后续纳米带的软模板。

具体步骤如下：

一种高度有序的全无机钙钛矿纳米团簇组装体的制备方法，具体步骤如下：

（1）以卤化铅作为前驱体，以有机酸和有机胺作为配体，20~25℃下在非极性反应溶剂中搅拌溶解10-12小时；

（2）20~25℃下，在步骤（1）所得产物中快速注入油酸铯溶液，搅拌后，得到絮状物，即为高度有序的全无机钙钛矿纳米团簇组装体；

其中，步骤（1）所述的卤化铅为氟化铅、溴化铅或碘化铅中的一种或几种；

步骤（1）所述的有机酸为油酸、辛酸或硬脂酸中的一种或几种；

步骤（1）所述的有机胺可以为油胺、十二胺、辛胺或十八胺中的一种或几种；

步骤（1）所述的非极性反应溶剂为十八烯、正己烷、环己烷或四氯化碳中的一种或几种。

本发明中，步骤（２）所述的油酸铯溶液制备步骤如下：