[发明专利]一种聚芴-钙钛矿纳米杂化材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚芴‑钙钛矿纳米杂化材料及其制备方法。该聚芴‑钙钛矿纳米杂化材料中含有聚芴的β构象；其制备方法包括如下步骤：步骤1：将钙钛矿纳米颗粒按照不同比例加入聚芴的有机溶液中并充分搅拌混合；步骤2：用该溶液制备薄膜并将溶剂蒸干，最终得到聚芴‑钙钛矿纳米杂化材料。本发明实现的聚芴‑钙钛矿纳米杂化材料制备过程简单、可控，制备的聚芴‑钙钛矿纳米杂化材料薄膜中含有聚芴的β构象，增加了聚芴的有效共轭长度和有序性，薄膜的载流子传输效率得到提高，在光电器件领域有着重要的应用潜力。

技术领域

本发明涉及一种聚芴-钙钛矿纳米杂化材料及其制备方法，属于光电信息材料领域。

背景技术

近年来，共轭高分子材料已经得到了人们的广泛关注。这种导电高分子材料在有机发光二极管(OLED)、有机太阳能电池(OPV)、有机激光等领域都有着优异的性能表现。共轭高分子材料中一类很重要的蓝光材料——聚芴类(PFs)材料由于很宽的能带、较高的荧光量子效率、比较理想的空穴迁移率、很好的热力学和化学稳定性和较高的溶解性得到了科学家们的广泛研究。聚(9,9-二辛基芴)(PFO)是聚芴的一种衍生物，是目前比较有商业潜力的蓝光材料。它有多种超分子结构，如α相，α’相，向列态和β相。其中β相具有更大的链内扭转角(165°)，使其重复单元可以有更好的共平面性，因此PFO的β构象增加了有效共轭长度和有序性，有利于提高发光效率、光谱稳定性、薄膜状态下的载流子迁移率和光电器件效率。目前诱导PFO形成β相的方法主要有：1)用高沸点溶剂溶解PFO后制作薄膜；2)将PFO薄膜在溶剂氛围中退火；3)良溶剂/不良溶剂混合；4)用缺电子基团对PFO进行封端或将双极型基团引入PFO主链等。然而这些方法通常都用到高沸点溶剂并且操作复杂。高沸点溶剂的引入使得PFO薄膜制备过程中需要高温退火，然而高温退火又容易引起PFO中β构象到α构象的转变。因此，需要开发出一种更有效的诱导PFO形成β构象的方法。

发明内容

技术问题：本发明提供一种聚芴-钙钛矿纳米杂化材料及其制备方法。本发明的方法无需引入高沸点溶剂、操作简单，并且可通过调整引入钙钛矿纳米颗粒的比例来调控PFO中β构象的含量，从而显著提高载流子的注入和传输效率。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种聚芴-钙钛矿纳米杂化材料，该聚芴-钙钛矿纳米杂化材料中含有聚芴的β构象。

本发明的聚芴-钙钛矿纳米杂化材料采用物理共混的方法将钙钛矿纳米颗粒和聚芴在有机溶剂中充分混合制得的。

具体制备方法包括以下步骤：

1)利用热注射法合成钙钛矿纳米颗粒；

2)将聚芴充分溶解在有机溶剂中，并将钙钛矿纳米颗粒按照不同的比例加入聚芴的有机溶液中并充分搅拌混合；

3)将混合后的溶液在基底上制备成膜，再将薄膜在真空烘箱中充分干燥后即可得到聚芴-钙钛矿纳米杂化材料。

所述的钙钛矿纳米颗粒为CsPbX₃纳米颗粒，其中X是Cl或Br或I元素。

所述的聚芴侧链为R，其中R为C₁到C₂₀的烷基。

所述的聚芴的有机溶剂为既能良好分散钙钛矿纳米颗粒又能充分溶解聚芴的有机溶剂，如甲苯、二氯甲烷、氯仿等。

所述的钙钛矿纳米晶体与聚芴的质量比为1：2-1：25。

作为优选，所述的聚芴有机溶液的浓度为5-10mg/mL。

作为优选，钙钛矿纳米颗粒加入聚芴的有机溶液中时，保持溶液的温度在15-25℃。

作为优选，干燥时使用真空烘箱，温度为20-35℃。

有益效果：