[发明专利]一种无铅卤化物绿色发光材料及其制备方法

说明书

一种无铅卤化物绿色发光材料及其制备方法，涉及发光材料领域。所述无铅卤化物绿色发光材料的化学式为aCsCl·bAgCl，其中1.75≤a≤2.25，0.75≤b≤1.25。制备方法：按照通式aCsCl·bAgCl的组成称取各元素的相应盐类，并与有机溶剂A混合；在空气气氛下加热至一定温度并保温，冷却至室温后离心分离取上清液；在常温条件下，将上清液装于敞口烧杯，置于含有有机溶剂B的封闭试剂瓶中；待烧杯中长出无色针状晶体，取出后烘干即得无铅卤化物绿色发光材料。方法简便可行，制备出的目标产物具有明亮的绿色宽带发光。该材料不仅可用于照明、显示领域，还可用于光探测器、激光、太阳能电池等领域。

技术领域

本发明涉及发光材料领域，尤其是涉及一种无铅卤化物绿色发光材料及其制备方法。

背景技术

自2015年Kovalenko等人(Nano Letter,2015,15,6,3692-3696)首次报道CsPbX₃(X＝Cl，Br，I)卤化物钙钛矿纳米晶具有发光性能以来，该材料因发光色纯度高、量子效率高、发光颜色可调、电荷载流子迁移率高等优点，被认为在照明、显示、太阳能电池、光电探测、光催化等领域具有重要的应用前景，迅速成为发光材料研究领域中的热点。尽管近年来CsPbX₃卤化物发光材料的研究在发光性能、稳定性、毒性等方面取得了一系列突破性的进展，但仍未解决材料稳定性和铅的毒性问题，这些缺点仍然是严重阻碍钙钛矿材料商业化应用的主要障碍。因此，铅卤化物钙钛矿材料的毒性研究具有重要的意义。

目前，降低铅毒性的研究方案主要是用元素取代法如Sn²⁺或Ge²⁺来替换铅卤钙钛矿中的Pb²⁺。然而，Sn²⁺和Ge²⁺在空气中易被氧化为Sn⁴⁺和Ge⁴⁺，导致该材料存在稳定性差的问题。另一种不等价元素取代法得到的低毒钙钛矿材料，如用Bi³⁺或者Sb³⁺异价取代Pb²⁺得到的层状材料Cs₃B₂X₉(B＝Bi，Sb)、用一个Ag⁺和一个Bi³⁺替换两个Pb²⁺得到的双钙钛矿纳米晶Cs₂AgBiX₆，但这些材料存在性能比较差的问题(仍不能代替CsPbX₃发光材料)，如带隙宽度过大、发光效率低、发光颜色多为红色或橙色(缺乏短波长发光)、稳定性差等。

本发明开发一种阳离子为Cs、Ag的无铅卤化物绿色发光材料。目前，以Cs、Ag为阳离子组成的卤化物材料未见发光性能的文献报道。2004年，Stephen Hull等人(Journal ofSolid State Chemistry 177,2004,3156–3173)采用高温固相法合成了Cs₂AgCl₃，并研究其晶体结构等信息，并未发现发光性能。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供合成简单、发光强度高的一种无铅卤化物绿色发光材料及其制备方法。

所述无铅卤化物绿色发光材料的化学式为aCsCl·bAgCl，其中1.75≤a≤2.25，0.75≤b≤1.25。

所述a、b的范围优选为1.90≤a≤2.10，0.90≤b≤1.10。

所述无铅卤化物绿色发光材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按照通式aCsCl·bAgCl的组成称取各元素的相应盐类，并与有机溶剂A混合；

2)在空气气氛下加热至一定温度并保温，冷却至室温后离心分离取上清液；

3)在常温下，将上清液装于敞口容器，置于含有有机溶剂B的封闭试剂瓶中；