[发明专利]一种钙钛矿金属非金属化合物核壳量子点及其制备方法与应用

说明书

本申请公开了一种钙钛矿金属非金属化合物核壳量子点，由钙钛矿内核、金属非金属化合物壳层及配体构成；其中钙钛矿内核具有结构式ABX₃、A₄BX₆、AB₂X₅、A₂BX₄、A₃B₂X₉、A_m‑1B_m+1X_3m+1，m≥2中的至少一种构成，其中A为CH₃NH₃⁺、NH₂CHNH₂⁺、C(NH₂)₃⁺、Cs⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺、Rb⁺或Q中的至少一种；其中Q选自芳香基或者碳原子数不小于3的烷基有机胺阳离子中的至少一种；B为Pb²⁺、Cu²⁺、Bi³⁺、Sb³⁺、Tl³⁺、In³⁺、Cu⁺、Ag⁺中的至少一种构成；X选自阴离子Cl^‑，Br^‑，I^‑，SCN^‑中的至少一种。

技术领域

本发明属于钙钛矿核壳量子点领域，尤其涉及一种钙钛矿金属非金属化合物核壳量子点及其制备方法与应用。

背景技术

钙钛矿量子点材料方面：目前已经可以通过热注入法和反溶剂法获得钙钛矿量子点材料，然而钙钛矿材料在光照条件下卤素阴离子容易发生迁移，破坏钙钛矿晶格稳定性，造成钙钛矿光电性能不稳定，无法长期投入使用，同时钙钛矿对于水分以及氧气也非常敏感，暴露在氧气以及水分中的钙钛矿晶体性能随着时间延长而变差，导致难以直接投入使用。在针对钙钛矿稳定性问题方面，人们尝试了各种方法，如添加剂策略，掺杂Zn²⁺离子来提升钙钛矿形成能，从而提升稳定性；表面包覆策略，如在表面包覆二氧化硅壳层，来提升稳定性；加入离子液体，提升缺陷形成能来提升材料的稳定性。然而上述方法面临各种各样的问题，目前尚不能同时解决水、热、光、氧等四方面稳定性问题，而只能从一个方面出发去提升材料体系的稳定性。

进一步，目前基于钙钛矿材料的应用主要集中于太阳能电池、光电探测器、发光显示、压力传感和压电器件方面，且主要由已有钙钛矿量子点材料来实现这些功能。如基于钙钛矿量子点的光学压力传感器，其主要采用有源谐振腔策略，将钙钛矿量子点聚合物薄膜与高反射率的布拉格发射镜集成来实现压力传感，压力测试步骤繁琐复杂，成本高，所需设备复杂，不易于集成；气敏探测方面，目前仅能探测仅有的几种气体，且目前主流的危害气体较少，探测机理为钙钛矿探测器在气体下荧光强度的改变或者光电流的改变来实现，气体探测种类有限。

发明内容

解决的技术问题：

针对现有技术的不足，本申请提供了一种钙钛矿金属非金属化合物核壳量子点及其制备方法与应用，解决了目前存在的卤素阴离子容易发生迁移，破坏钙钛矿晶格稳定性，造成钙钛矿光电性能不稳定，无法长期投入使用，压力测试步骤繁琐复杂，成本高，所需设备复杂，不易于集成等难题。

技术方案：

为实现上述目的，本申请通过以下技术方案予以实现：

一种钙钛矿金属非金属化合物核壳量子点，所述钙钛矿金属非金属化合物核壳量子点由钙钛矿内核、金属非金属化合物壳层及配体构成；