[发明专利]一种钙钛矿量子点的制备方法

说明书

本发明涉及一种CsPb_1‑xZn_xBr₃钙钛矿量子点的制备方法，包括以下步骤：首先将铯源、铅源和锌源混合于三口烧瓶中，继而注入油酸(OA)、油胺(OLA)和1‑十八烯(ODE)，在氮气气氛保护下，加热并磁力搅拌使其充分反应，反应结束后施以冰水浴处理，离心洗涤即获得CsPb_1‑xZn_xBr₃钙钛矿量子点，最后将量子点分散于正己烷中储存。本发明制备的CsPb_1‑xZn_xBr₃钙钛矿量子点具有结晶质量高、PL发光强度大、PL量子产率高达57％的特点，该钙钛矿量子点可用于照明、显示、光伏等领域。

技术领域

本发明涉及量子点材料领域，尤其是涉及一种CsPb_1-xZn_xBr₃钙钛矿量子点的制备方法。

背景技术

钙钛矿量子点作为一种新型发光材料，其高达90％的量子效率，PL波长可以在整个可见范围内进行微调等光学性质受到人们的广泛关注，被广泛的应用在太阳能电池、发光二极管、生物医学等领域。近几年来，材料研究工作者对钙钛矿量子点的制备和性能做了大量研究，但得到的量子点在极性溶剂和空气环境中化学稳定性较差，且在外界光照或热量的攻击下易发生团聚或分解，造成量子点发光性能的退化或淬灭，其在抗光敏性和抗潮湿等方面的性能依然不尽如人意，人们开始对量子点进行改性，其中包括利用掺杂其他元素的方法来提高量子点性能。

目前，对CsPbBr₃钙钛矿量子点进行的掺杂研究，多采用Mn、Sn、Bi直接进行掺杂，采用Zn²⁺进行掺杂的研究极少。因为，在CsPbBr₃钙钛矿量子点中掺杂Zn²⁺时会引起吸收光谱蓝移，且全高半峰宽变窄，这使得量子点的显色性更好，并能保持高的量子产率。ABX₃(A＝Cs,B＝Pb,X＝Br)型钙钛矿的带隙随着B原子和X原子电负性的增加和单位晶胞体积的减小而增大，这意味着所观察到的光学跃迁的蓝移主要是因为晶格收缩，蓝移与晶格收缩成线性关系，这也导致了Pb-X化学键较短，从而增加了Pb和Br轨道之间的相互作用。

目前，关于Zn²⁺掺杂量子点的研究主要是通过对已合成的CsPbBr₃量子点与含Zn²⁺的化合物进行搅拌混合来进行阳离子交换，但是一般搅拌时间很长，反应时间很长，且离子交换效率较低，通过在钙钛矿量子点合成的同时人工引入不同的杂质离子进行成分控制尚未完全实现。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种操作简单，成本低，获得的CsPb_1-xZn_xBr₃钙钛矿量子点结晶质量高、PL发光强度大、PL量子产率高的钙钛矿量子点的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种CsPb_1-xZn_xBr₃钙钛矿量子点的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将铯源、铅源和锌源混合后形成混合物；

(2)向混合物中加入油酸(OA)、油胺(OLA)和1-十八烯(ODE)，形成悬浊液；其中1-十八烯(ODE)作为溶剂溶解铅和铯的化合物，使其均匀混合，方便其在液态溶剂中进行反应；油胺(OLA)的作用是提高铅化合物在1-十八烯(ODE)中的溶解度，同时可作为量子点的表面配体；油酸(OA)的作用是打开含铅、铯化合物的离子键形成Cs-OA、Pb-OA前驱体，并使前驱体均匀分散，保持溶液系统的稳定，而且在量子点形成后，油酸(OA)作为配体可钝化量子点表面，维持量子点尺寸效应；