[发明专利]甲脒基钙钛矿及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种甲脒基钙钛矿及其制备方法和应用。该甲脒基钙钛矿的制备方法，包括如下步骤：将金属卤化物、甲脒基卤化物、二甲基甲酰胺和二甲基亚砜混合，制备溶液A；其中，金属卤化物中金属选自Pb、Sn、Mn、Bi、Ge、Cu或Sb；将甲苯、油酸和油胺混合，制备溶液B；将溶液A滴加到溶液B中，形成纳米晶体。上述甲脒基钙钛矿的制备方法工艺简单，可在常温下进行，且反应一步法合成，本发明通过选择溶液A和溶液B中特定种类的溶剂，制得具有一维纳米棒的特定形貌的甲脒基钙钛矿；进一步检测可知，甲脒基钙钛矿为单斜晶相结构。该甲脒基钙钛矿发射出蓝光光谱，且发光稳定，发光效率高，将蓝光光致发光效率从传统的30％提高到了70％。

技术领域

本发明涉及发光技术领域，特别是涉及一种甲脒基钙钛矿及其制备方法和应用。

背景技术

钙钛矿是一种具有优异的光学和电学性能的功能材料，在太阳能电池、发光二极管、微激光等领域具有广泛的应用前景。相比于较成熟的甲基铵溴化铅(MAPbBr₃)、铯溴化铅(CsPbBr₃)的制备方法，甲脒基溴化铅(FAPbBr₃)等甲脒基钙钛矿目前的制备方法比较少。

在有机无机杂化的钙钛矿中，FAPbBr₃等甲脒基钙钛矿相比于MAPbBr₃拥有更长的载流子寿命和扩散长度，在发光器件上应用的潜能更大。且甲脒离子(FA⁺)比甲基铵离子(MA⁺)半径更大，从而使得FAPbBr₃的容许系数接近1，而对于立方结构的钙钛矿来说，在室温下容许系数的范围在0.9～1时，可以获得比较好的晶体稳定性。以FAPbBr₃为例，目前制备方法制得的FAPbBr₃发蓝光，但存在发光效率不高的问题，因此急需提供一种能够提高发光效率的甲脒基钙钛矿的制备方法。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够提高发光效率的甲脒基钙钛矿及其制备方法和应用。

一种甲脒基钙钛矿的制备方法，包括如下步骤：

将金属卤化物、甲脒基卤化物、二甲基甲酰胺和二甲基亚砜混合，制备溶液A；其中，所述金属卤化物中金属选自Pb、Sn、Mn、Bi、Ge、Cu或Sb；

将甲苯、油酸和油胺混合，制备溶液B；

将所述溶液A滴加到所述溶液B中，形成纳米晶体。

上述甲脒基钙钛矿的制备方法工艺简单，可在常温下进行，且反应一步法合成，本发明通过选择溶液A和溶液B中特定种类的溶剂，制得具有一维纳米棒的特定形貌的甲脒基钙钛矿；进一步检测可知，甲脒基钙钛矿为单斜晶相结构。该甲脒基钙钛矿发射出蓝光光谱，且发光稳定，发光效率高，将蓝光光致发光效率从传统的30％提高到了70％。

在其中一些实施例中，所述金属卤化物与所述甲脒基卤化物的物质的量之比为1:(1～2)。

在其中一些实施例中，所述金属卤化物和所述甲脒基卤化物中的卤素分别独立地选自Cl、Br或I。

在其中一些实施例中，所述金属卤化物为PbBr₂；所述甲脒基卤化物为FABr。

在其中一些实施例中，在制备所述溶液A的步骤中，所述金属卤化物和所述甲脒基卤化物两者的总物质的量与所述二甲基甲酰胺和二甲基亚砜两者的总体积之比为(0.04～0.06):1。

在其中一些实施例中，在制备所述溶液A的步骤中，所述二甲基甲酰胺和所述二甲基亚砜的体积之比为(3～5):1。

在其中一些实施例中，在制备所述溶液B的步骤中，所述甲苯、所述油酸和所述油胺的物质的量之比为50:1:(4～6)。