[发明专利]水氧稳定钙钛矿量子点及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了水氧稳定钙钛矿量子点及其制备方法和应用，所述方法包括：(1)制备钙钛矿量子点前驱体；(2)将钙钛矿量子点前驱体与微孔材料混合，以便得到混合材料，微孔材料的塌陷温度大于钙钛矿量子点前驱体的熔融温度；(3)将所述混合材料升温至T1，T1不低于钙钛矿量子点前驱体的熔融温度且低于微孔材料的塌陷温度；(4)将所述混合材料升温至T2，T2不低于微孔材料的塌陷温度。本发明方法制备得到的量子点在水氧环境下稳定，可分散于水中，且水中浸泡超过一个月无任何影响；量子产率高70％；量子点沉积和孔隙闭合分步进行，产品性能可控。另外，该方法反应条件简单，无有毒溶剂，环保，成本低，产量易放大，品质均一。

技术领域

本发明属于钙钛矿量子点技术领域，具体涉及一种水氧稳定钙钛矿量子点及其制备方法和应用。

背景技术

钙钛矿量子点具有优异的光电性能，具有发光颜色纯、量子点产率高、对缺陷容忍度高等优点，是下一代显示以及照明技术有利的竞争者。目前钙钛矿量子点的发光量子产率已经达到或接近100％，而且合成工艺简单，原材料低廉。由于钙钛矿离子型特殊的晶体结构，其湿度、温度和光照都会在一定程度上影响其使用寿命，所以稳定性是其需要解决的最大问题。特别是在保证发光量子产率的的前提下提高使用寿命，是推动大规模商业化应用的先决条件。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种水氧稳定钙钛矿量子点及其制备方法和应用，本发明方法制备得到的量子点在水氧环境下稳定，可分散于水中，且水中浸泡超过一个月无任何影响；量子产率高70％；量子点沉积和孔隙闭合分步进行，产品性能可控。另外，该方法反应条件简单，无有毒溶剂，环保，成本低，产量易放大，品质均一。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备水氧稳定钙钛矿量子点的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：

(1)制备钙钛矿量子点前驱体；

(2)将所述钙钛矿量子点前驱体与微孔材料混合，以便得到混合材料，所述微孔材料的塌陷温度大于所述钙钛矿量子点前驱体的熔融温度；

(3)将所述混合材料升温至T1，所述T1不低于所述钙钛矿量子点前驱体的熔融温度且低于所述微孔材料的塌陷温度；

(4)将所述混合材料升温至T2，所述T2不低于所述微孔材料的塌陷温度。

根据本发明实施例的制备水氧稳定钙钛矿量子点的方法，首先通过将温度T1升至不低于钙钛矿量子点前驱体的熔融温度且低于微孔材料的塌陷温度，使钙钛矿量子点前驱体熔融和/或升华成液态和/或气态，从而液态和/或气态的钙钛矿量子点前驱体进入微孔材料的孔隙中沉积结晶；然后再将温度T2升至不低于微孔材料的塌陷温度，使微孔材料塌陷，从而对钙钛矿微晶进行包覆。两段梯度升温使得钙钛矿充分进入微孔材料空隙中，由此避免对钙钛矿包覆不完全的情况，且还能有效避免与微孔材料塌陷过程竞争。本发明方法制备得到的量子点在水氧环境下稳定，可分散于水中，且水中浸泡超过一个月无任何影响；量子产率高70％；量子点沉积和孔隙闭合分步进行，产品性能可控。另外，该方法反应条件简单，无有毒溶剂，环保，成本低，产量易放大，品质均一。

另外，相比于将溴化铯(CsBr)和溴化铅(PbBr₂)共同与微孔材料混合然后高温煅烧的技术方案，本发明的优点是：本发明先合成钙钛矿量子点前驱体溴铅铯CsPbBr₃，然后再将其烧结到微孔材料中，如此溴铅铯三种元素的比例已经确定，不会出现因混合不均而导致的三种元素比例不对的情况。因为溴化铯和溴化铅在微观上不一定是按1：1混合在一起的。而本发明先合成钙钛矿量子点前驱体溴铅铯就避免了这一情况，所得到的产物的量子效率更高。

另外，根据本发明上述实施例的制备水氧稳定钙钛矿量子点的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述微孔材料选自MCM、SBA、ZSM、NaY和Zeolite中的至少之一。