[发明专利]一种作为蓝紫光源的全无机钙钛矿量子点的制备方法

说明书

本发明公开了一种作为蓝紫光源的全无机钙钛矿量子点的制备方法，包括如下步骤，将Cs₂CO₃、油酸以及十八烯加热混合搅拌，以形成前驱液，将卤化铅和卤化锌加热后加入至油酸、十八烯以及油胺混合液中加热至T₁搅拌以形成卤化物溶液，将卤化物溶液加热至T₂后加入前驱液，卤化物溶液和前驱液反应时间为t，生成Cs(Pb_1‑xZn_x)(A_yB_1‑y)₃之后迅速冷却，得到作为蓝紫光源的粗制全无机钙钛矿量子点，0<x<1，A和B均为Cl、Br或I，1≥y≥0。由于前驱液成分并不稳定，采用热注法将前驱液注入卤化物溶液，能够有效均匀形成Cs(Pb_1‑xZn_x)(A_yB_1‑y)₃的量子点溶液，省却前驱液开始反应时的加热过程。以Zn替代部分Pb，一方面能够降低钙钛矿中Pb的含量，降低钙钛矿的毒性。

【技术领域】

本发明涉及一种作为蓝紫光源的全无机钙钛矿量子点的制备方法，属于钙钛矿量子点领域。

【背景技术】

卤化物钙钛矿在应用中取得重大成功。太阳能电池、发光二极管和光电探测器都显示出卤化物钙钛矿是一种具有巨大潜力的新一代发射器材料。它们具有很强的光电属性，量子发光效率能高达95％，并且具有大约20nm很窄的FWHM的发光峰，使得它们在高质量照明和显示器方面的应用占极大优势。最近报道的钙钛矿量子点合成采用湿化学胶体方法，无机钙钛矿卤化铯铅(CsPbX3，X＝Cl，Br和I)具有高热稳定性和低湿度。

目前CsPbX₃量子点绝大部分在惰性气体下通过热注入合成方法进行，其成本较高。而湿化学不需要惰性气体，但是合成的量子点产品通常伴随大颗粒，不是非常适合组装高质量的薄膜，将使设备性能较差。同时Pb具有毒性，长期使用此类材料制品将会产生健康隐患。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种作为合成方法简单、环保、颗粒更小的蓝紫光源的全无机钙钛矿量子点的制备方法。

解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种作为蓝紫光源的全无机钙钛矿量子点的制备方法，包括如下步骤，将Cs₂CO₃、油酸以及十八烯加热混合搅拌，以形成前驱液，将卤化铅和卤化锌加热后加入至油酸、十八烯以及油胺混合液中加热至T₁搅拌以形成卤化物溶液，将卤化物溶液加热至T₂后加入前驱液，卤化物溶液和前驱液反应时间为t，生成Cs(Pb_1-xZn_x)(A_yB_1-y)₃之后迅速冷却，得到作为蓝紫光源的粗制全无机钙钛矿量子点，0<x<1，A和B均为Cl、Br或I，1≥y≥0。

本发明的有益效果为：

由于前驱液成分并不稳定，采用热注法将前驱液注入卤化物溶液，能够有效均匀形成Cs(Pb_1-xZn_x)(A_yB_1-y)₃的量子点溶液，省却前驱液开始反应时的加热过程。以Zn替代部分Pb，一方面能够降低钙钛矿中Pb的含量，降低钙钛矿的毒性，同时Zn能够有效将量子点的荧光性能限制在蓝紫光波长范围内。Zn掺杂的全无机钙钛矿量子点具有良好的荧光量子效率，具有较高的稳定性。同时满足传统CsPbX₃量子点的普遍特性，限域效应较弱，尺寸不均一性和表面陷阱状态不会对其发光性质有较大影响，不需要封装就可以获得超过90％的量子产率，具有高单分散性、发射光谱可调、短荧光寿命、低制备成本等优点，在LED、光电探测器、太阳能电池、量子点激光器等器件上具有广阔的应用前景。