[发明专利]一种利用氧化物包覆无机钙钛矿纳米晶的制备方法

说明书

本发明涉及一种利用氧化物包覆无机钙钛矿纳米晶的制备方法，属于纳米材料技术领域。该方法包括以下步骤：首先以卤化铅为前驱体，油酸、3‑氨丙基乙氧基硅烷为配体，合成出钙钛矿量子点，然后加入微量的催化剂和氧化物前驱体，在一定温度下搅拌2h，离心得到氧化物包覆的钙钛矿量子点。本发明提供了一种简单的合成氧化物包覆钙钛矿量子点的制备方法，操作简单，重复性高。本发明可作为氧化物包覆钙钛矿的通用方法，可用于氧化硅、氧化钽、氧化锆和氧化钛等的包覆。本发明制备的材料粒径较小，包覆完整、均匀，在溶液中有极好的分散性，溶液加工性能好。本发明制备的材料稳定性好，可以将其应用于显示及光伏领域。

技术领域

本发明属于半导体量子点发光材料领域，具体涉及一种利用氧化物包覆无机钙钛矿纳米晶的制备方法。

背景技术

CsPbX₃(Cl,Br,I)量子点(QD)具有优异的发光性能，诸如发射光可覆盖整个可见光区域、高荧光量子产率、荧光发射波长可调、较窄的半高峰宽等，以及良好的的电传输特性，成为近几年新材料领域的研究热点。可广泛应用于各种光电器件中，例如发光二极管、光电探测器、激光等，在高质量显示领域具有广阔的应用前景。

但是CsPbX₃钙钛矿为典型的离子晶体，离子晶体特性使得钙钛矿纳米材料对水、氧气特别敏感，导致其稳定性较差；另一方面，其表面处于动态平衡的配体在其纯化和储存过程中极易移动，使得阴离子交换变的极为容易，即不同成分的钙钛矿量子点溶液混合后会从多个发射峰位逐渐变为一个发射峰。因此其不稳定性和不同卤化物量子点之间的阴离子交换等问题严重限制了其优选的是应用。因此，要实现CsPbX₃ QD的开发和利用，就需要解决这两个问题。

对于半导体量子点来说，包覆二氧化硅等氧化物是一种有效提高稳定性的方法，因为氧化物层可以有效隔离空气中的水分、氧气等，与纯钙钛矿量子点相比，氧化物包覆的钙钛矿纳米晶的稳定性显著提高；此外，如前所述，钙钛矿量子点之间的阴离子交换也可以被有效地抑制。因此，氧化物层可以作为CsPbX₃ QDs的保护层，但是更多的已发表工作多是有关CsPbX₃的整体包埋，如利用四甲氧基硅烷或者四乙氧基硅烷在溶液中水解形成二氧化硅对钙钛矿进行包覆，但是形成的材料颗粒较大，影响其在溶液中的分散性，溶液加工性能差，限制了其应用；同时，现有技术采用的氧化物层基本上是二氧化硅，不适用于其它氧化物。

现有技术无法获得简单、稳定、通用的氧化物包覆无机钙钛矿量子点的方法。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种利用氧化物包覆无机钙钛矿纳米晶的制备方法，旨在解决现有制备方法或者颗粒粒径过大，或者工艺过于复杂，或者普适性欠缺的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种利用氧化物包覆无机钙钛矿纳米晶的制备方法，其包括如下步骤：

S1：制备量子点溶液；

S2：取步骤S1中制备的量子点溶液，向该量子点溶液中加入催化剂，执行搅拌，以使量子点表面的3-氨丙基乙氧基硅烷水解交联，其中，催化剂为氨水或者氢卤酸，

S3：向步骤S2中水解交联后的量子点溶液中加入氧化物前驱体，执行搅拌，搅拌后执行分离，获得氧化物包覆的钙钛矿量子点。

进一步的，步骤S3中，氧化物前驱体为3-氨丙基乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷、乙醇钽、正丁醇锆、四氯化钛和钛酸四丁酯中一种或者多种。

进一步的，步骤S3中获得的氧化物包覆的钙钛矿量子点粒径为10nm～60nm，氧化物包覆的量子点的数量为1-3个。