[发明专利]一种非质子化配体修饰的钙钛矿材料

权利要求书

1.一种非质子化配体修饰的钙钛矿材料，其特征在于，该钙钛矿材料由有机二价金属羧酸盐和有机磷化物高温下参与反应制备得到，其中有机二价金属羧酸盐反应后提供羧酸根配体结合在钙钛矿表面、有机磷化物参与反应后转化为有机磷氧化物吸附在表面，二价金属富集在钙钛矿表面；构建无胺无酸反应环境，反应过程中使用有机磷替代有机胺和有机酸促进金属卤化物溶解，辅助反应进行，避免了质子化配体的使用以及表面一价阳离子的存在；引入有机磷化物和有机羧酸盐替代传统制备方法中需要使用的脂肪胺或者有机酸，使得制备出的钙钛矿纳米晶表面能够修饰一层不含胺基的非质子化的配体，实现非质子化修饰表面的钙钛矿纳米晶，一方面有机羧酸根做配体与钙钛矿纳米晶表面的结合力比胺基更强，且不会和氢离子或其它离子化基团结合，能有效降低钙钛矿表面分解的速率，所以配体更不容易从表面脱附；另一方面，因为金属羧酸盐中的金属离子已经与羧酸根是预结合好的状态，因此带有羧酸根的金属离子在反应中能直接与卤素键合形成羧酸根修饰的钙钛矿，无需经过传统方法中使用的羧酸与金属离子反应的过程；

有机二价金属羧酸盐中羧酸根和有机磷化物的摩尔比为，羧酸根：有机磷化物=5:1—1:3；所述有机二价金属羧酸盐含二元羧酸根，碳链长度为4-20；二价金属盐为铅、锌、锡、锰、镉中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的钙钛矿材料，其特征在于，羧酸根与有机磷化物的摩尔比为1:2.5。

3.根据权利要求1所述的钙钛矿材料，其特征在于，所述钙钛矿材料为粒径大小为3-50nm的荧光纳米材料晶体。

4.根据权利要求1所述的钙钛矿材料，其特征在于，该材料的制备方法包括以下步骤：

制备金属Cs的阳离子前驱体溶液及有机二价金属羧酸盐前驱体；

再在室温条件下，将金属卤化物与非极性有机溶液、有机磷溶液混合放入三颈烧瓶，升温至非极性有机溶液沸点温度以下，且高于100℃，并持续加热直至金属卤化物完全溶解，得到混合溶液；然后向混合溶液中快速注入金属Cs的阳离子前驱体溶液和有机二价金属羧酸盐前驱体，反应保持30秒—5分钟后，撤去加热装置，快速将反应溶液冰浴降温至室温，得到非质子化配体修饰的稳定的钙钛矿溶液；最后将溶液用乙酸乙酯离心清洗后得到羧酸根与钙钛矿表面的金属离子配位的富二价金属表面的钙钛矿纳米晶。

5.根据权利要求1所述的钙钛矿材料，其特征在于，该材料的制备方法包括以下步骤：

制备金属Cs的阳离子前驱体溶液及有机二价金属羧酸盐前驱体；

再在室温条件下，将金属卤化物与非极性有机溶液、有机磷溶液、有机二价金属羧酸盐前驱体混合放入三颈烧瓶，升温至非极性有机溶液沸点温度以下，且高于100℃，并持续加热直至金属卤化物完全溶解，得到混合溶液；然后向混合溶液中快速注入金属Cs的阳离子前驱体溶液，反应保持30秒—5分钟后，撤去加热装置，快速将反应溶液冰浴降温至室温，得到非质子化配体修饰的稳定的钙钛矿溶液；最后将溶液用乙酸乙酯离心清洗后得到羧酸根与钙钛矿表面的金属离子配位的富二价金属表面的钙钛矿纳米晶。

6.根据权利要求4或5所述的钙钛矿材料，其特征在于，非极性有机溶液为十八烯（ODE）、十八烷、十四烷、石蜡油或二甲苯。

7.根据权利要求4或5所述的钙钛矿材料，其特征在于，金属卤化物为PbCl₂、PbBr₂、PbI₂、SnCl₂、SnBr₂、SnI₂中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的钙钛矿材料，其特征在于，所述有机磷化物为三正辛基膦或三丁基膦。

9.根据权利要求1所述的钙钛矿材料，其特征在于，有机二价金属羧酸盐和有机磷化物高温反应温度为120-220℃。