[发明专利]一种高发光效率的铯铅卤族钙钛矿纳米晶薄膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种高发光效率的铯铅卤族钙钛矿纳米晶薄膜的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将DMF、油酸和油胺混合均匀，得到混合溶液；(2)在混合溶液中依次加入CsX和PbY₂，并搅拌均匀，静置后，取上清液得到前驱体溶液；(3)将3‑氨丙基三乙氧基硅烷和DMF混合均匀后得到APTES溶液；(4)将前驱体溶液和APTES溶液混合均匀，并加入甲苯，得到铯铅卤族钙钛矿量子点溶液；(5)把薄膜衬底依次经清洗、干燥后分别放入铯铅卤族钙钛矿量子点溶液中，并在离心机中离心，倒掉溶液，取出衬底，干燥后即得到高发光效率的铯铅卤族钙钛矿纳米晶薄膜。与现有技术相比，本发明具有制作工艺简单，稳定性好，且容易大面积制备等优点。

技术领域

本发明涉及发光材料领域，具体涉及一种高发光效率的铯铅卤族钙钛矿纳米晶薄膜的制备方法。

背景技术

有机-无机APbX₃(A＝Cs⁺或CH₃NH₃⁺；X＝Cl，Br，I)卤化物钙钛矿量子点材料因其出色的光电性能备受关注，包括高光致发光量子产率(PL QY),大的载流子扩散长度，窄发射峰半峰宽(FWHM)和可调的荧光发射波长，在发光二极管(LED)、太阳能电池、光电探测器和激光器等领域有着诱人的应用潜力。

但当钙钛矿量子点暴露在外部环境时，湿度、热量和光照等多种因素会引起量子点表面损坏、相变和聚集，导致光致发光猝灭。卤化物钙钛矿量子点材料的不稳定性主要由于在传统合成方法中量子点与表面配体的结合较弱，并且失去配体后会增加量子点的缺陷密度以及在空气中氧化后晶体结构的变形导致，这严重影响了钙钛矿APbX₃(A＝Cs⁺或CH₃NH₃⁺；X＝Cl，Br，I)量子点在光电器件上的应用。

目前，钙钛矿APbX₃(A＝Cs⁺或CH₃NH₃⁺；X＝CI,Br，I)薄膜主要用于发光器件的活性层、太阳能电池的吸收层或白光LED器件的莹光转换层等。成膜方式主要有旋涂、喷涂和高温蒸发等，但旋涂之类的传统成膜方法通常依赖于大量高纯的量子点溶液，而钙钛矿量子点目前尚无这种溶液，难以实现工业化生产；另一种旋涂成膜方法，是使旋涂的PbX₂膜与CsX(X＝Cl，Br，I)溶液原位反应成膜的方法，该方法操作要求高，难以推广；喷涂法制备薄膜虽可大面积成膜，但成膜速度快，使得薄膜粗糙度不易控制，且需要加热驱除溶剂，使得量子点的尺寸不易控制，从而导致薄膜发光效率不高；蒸发法则需要在高真空环境和高蒸发温度条件下制备，不利于钙钛矿薄膜的大面积规模化生产。

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制作工艺简单，稳定性好，且容易大面积制备的高发光效率的铯铅卤族钙钛矿纳米晶薄膜的制备方法。且该方法获得的钙钛矿纳米晶薄膜具有表面均匀致密，光致发光效率高，稳定性好的特点。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高发光效率的铯铅卤族钙钛矿纳米晶薄膜的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将DMF、油酸和油胺混合均匀，得到混合溶液；

(2)在混合溶液中依次加入CsX和PbY₂，并搅拌均匀，静置后，取上清液得到前驱体溶液；其中，所述的CsX包括CsCl和/或CsBr，所述的PbY₂包括PbCl₂和/或PbBr₂；

(3)将3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和DMF混合均匀后得到APTES溶液；

(4)将前驱体溶液和APTES溶液混合均匀，并加入甲苯，得到铯铅卤族钙钛矿量子点溶液；