[发明专利]一种调节量子点荧光发射波长的方法及应用

说明书

本发明提出一种简便易操作的钙钛矿量子点荧光发射波长的方法，包括：1)按照文献已经报道过的方法合成MAPbBr₃量子点，具体操作为：①将PbBr₂和CH₃NH₃Br的二甲基呋喃(DMF)溶液分别滴加入正己烷，油胺和油酸的混合溶液中，持续搅拌，②注入丙酮去乳化，以获得包含MAPbBr₃量子点的沉淀；2)向步骤1)中所得的沉淀中加入四氢呋喃(THF)，以提取沉淀中量子点，得到量子点的THF溶液；3)取适量步骤2)量子点溶液加入一定量的邻碳硼烷粉末，超声使粉末溶解，通过调节加入的邻碳硼烷的量，在氢键、邻碳硼烷的强吸电子作用和量子限域效应的共同作用下，实验波长可调的MAPbBr₃量子点的高效荧光发射。该调节方法不仅具有简单易操作，有望产生良好的环境、社会和经济效应。

技术领域

本发明涉及简易调节钙钛矿量子点荧光发射波长的技术

技术背景

金属卤化物钙钛矿具有ABX₃的结构，其中A，B为金属阳离子，X为卤素原子。因其优异的光电和光伏性能以及廉价易得的原料，简单的制备工艺，自被发现以来就获得了科学家广泛的关注，在固体光伏材料领域掀起了一股浪潮，在太阳能电池、探测器、激光、LED等方面表现出优异的性能。其中钙钛矿量子点由于长链基团的包裹，具有很强的量子限域效应，因而在吸收激发光子之后，大部分激子会通过荧光辐射复合的方式发射出光子，具有很高的荧光量子产率，且根据量子限域效应的程度不同，发射出的荧光颜色也会不同。目前，人们主要通过改变量子点尺寸或对量子点进行掺杂来调节量子点荧光发射波长。然而，这类调节方法对制备技术和条件要求很高，且最终产物不易控制，难以大规模生产，严重制约了钙钛矿量子点材料在LED等领域的商业化应用。

在本发明中，所用的邻碳硼烷材料具有天然的缺电子结构和大的空间位阻，使得其可以通过氢键及库伦相互作用等改变钙钛矿量子点的周围物理化学环境，进而改变其发光性能。通过改变邻碳硼烷的用量可以调节其对钙钛矿量子点的影响程度，从而实现荧光波长的连续可调。此外，邻碳硼烷为已经实现商业化生产的材料，可直接购买简单易得，且仅需将其溶解在量子点溶液中即可实现调制，操作简单，为调制钙钛矿量子点的荧光性能供了一种新的思路。据我们所知，目前尚未有关于此类简便调制量子点荧光发射波长的方法的报道，因此发展这种简易的调节量子点荧光发射波长的方法具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术，提出简易的调节量子点荧光发射波长的方法：先制备出MAPbBr₃量子点的四氢呋喃(THF)溶液，而后将一定量的邻碳硼烷粉末加入一定量的稀释后的量子点溶液中，超声使粉末溶解，即可实现对所制备的量子点溶液荧光发射波长的调制。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：简易的调节量子点荧光发射波长的方法，其特征在于包括有以下依次步骤：

1)按照文献已经报道过的方法合成MAPbBr₃量子点，具体操作为：①将0.0734g的PbBr₂和0.0179g CH₃NH₃Br(MABr)分别溶于0.3ml二甲基呋喃(DMF)和0.5ml DMF中，而后分别滴加入正己烷、油胺和油酸的混合溶液中，常温持续搅拌，②注入丙酮去乳化，以获得包含MAPbBr₃量子点的沉淀；

2)向步骤1)中所得的沉淀中加入四氢呋喃(THF)，以提取沉淀中量子点，得到量子点的THF溶液，而后对溶液进行稀释。

3)取适量稀释后的步骤2)量子点溶液加入一定量的邻碳硼烷粉末，超声使粉末溶解。

按上述方案，步骤1)所有操作均在N₂氛围中进行；

按上述方案，步骤1)所述的正己烷用量为10ml；