[发明专利]甲脒卤化铅钙钛矿量子点的制备方法

说明书

本发明涉及甲脒卤化铅钙钛矿量子点的制备方法。提供能够制备实现比从前高的发光量子产率的甲脒卤化铅钙钛矿量子点的方法。本发明的方法包括：制备卤化铅溶液的工序，使卤化铅(II)、油酸和油胺溶解在非极性溶剂中；制备甲脒溶液的工序，使甲脒醋酸盐和油酸溶解在非极性溶剂中；形成量子点的工序，将甲脒溶液和卤化铅溶液混合；和对形成了量子点的混合液进行离心分离，将得到的沉淀物分散在非极性溶剂中，将得到的粗量子点溶液与醋酸甲酯混合，然后进行离心分离，得到作为精制的量子点的沉淀物的工序。通过在60℃～90℃的温度条件下向甲脒溶液中注入卤化铅溶液，从而稳定地形成具有耐久性的量子点。

技术领域

本发明涉及量子点的制备方法，更详细地说，涉及甲脒卤化铅钙钛矿量子点的制备方法。

背景技术

作为具有高发光量子产率(光致发光量子产率：从物质放出的光子数与被物质吸收的光子数之比)、可在比较宽的范围进行发光波长的调整的荧光材料，近年来钙钛矿量子点(具有钙钛矿晶体结构的量子点)受到关注。关于该钙钛矿量子点，已知采用多种成分形成的钙钛矿量子点，特别是由甲脒碘化铅等甲脒卤化铅构成的钙钛矿量子点不但发光量子产率高，而且具有发光波长区域为800nm左右、连续地吸收与其发光波长相比短波长侧的区域的光的特性，并且发光波长区域的宽度窄(发光光谱中的发光波长区域的峰的半峰全宽为50nm左右或其以下)，因此能够吸收太阳光等宽范围的波长区域成分的能量，将能量高密度地压缩并将该吸收的能量以特定的比较窄的波长区域成分的光的形式放出(光谱压缩)，因此期待着在利用太阳光能的各种技术中的应用。这样的由甲脒卤化铅构成的钙钛矿量子点的制备方法的例子及其在LED中的应用例例如记载于非专利文献1中。另外，专利文献1公开了也可作为量子点使用的由甲脒卤化铅等构成的钙钛矿晶体粒子的例子。专利文献2公开了：使用将由甲脒卤化铅等构成的钙钛矿化合物和由硫化铅等构成的量子点混合而成的吸光层，形成耐久性和近红外光区域的光电转换效率优异的光电转换元件和太阳能电池。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2018-503060

专利文献2：国际公开2018/025445

非专利文献

非专利文献1：エーエスシー·ナノ(ACS Nano)2017年,11,第3119-3134页(“Dismantling the“Red Wall”of Colloidal Perovskites：Highly LuminescentFormamidinium and Formamidinium-Cesium Lead Iodide Nanocrystals”)プロテセスキュ等12名(L.Protesescu等)

发明内容

发明要解决的课题

简洁地说，非专利文献1中报道了：采用向加热的碘化铅溶液(碘化铅(II)粉末/油酸/油胺/十八烷混合溶液)中喷射注入FA醋酸溶液(甲脒醋酸盐/油酸/十八烷溶液)的方法(热注射法)在碘化铅溶液中形成甲脒碘化铅钙钛矿量子点，进而将其粗生成物在乙腈溶液(甲苯：乙腈＝3：1)中分散并进行离心分离从而将杂质除去而精制时，能够制备发光波长峰为770-780nm、发光量子产率超过70％的钙钛矿量子点。关于这点，在本发明人等的研究中，发现通过对从量子点的粗生成物中将杂质除去而精制的方法进行改进，从而可制备实现比从前高的发光量子产率(约80％～100％)的甲脒卤化铅钙钛矿量子点。另外，根据本发明人等进行的实验，采用上述非专利文献1的方法制备量子点时，大多在制备后约2小时后，溶液变为透明，失去发光能力(如后面说明那样，发光量子产率的测定值也成为0％。)。认为这是形成的量子点的耐久性低、量子点早期分解所导致的。因此，本发明人等对于量子点的形成方法进行了研究，结果发现了可稳定地形成连续至少1个月不失去发光能力、维持发光量子产率的甲脒卤化铅钙钛矿量子点的量子点的形成方法。