[发明专利]一种钙钛矿纳米晶发光材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种钙钛矿纳米晶发光材料的制备方法，该制备方法采用通过前驱体分步制备的途径、反应可控性好、无需添加有机配体、反应过程无需加热，具有制备简单、成本低廉、适合大规模生产的特点。所得钙钛矿纳米晶发光材料具有高量子产率和良好的稳定性，可广泛应用于光致发光器件、激光、非线性光学器件中。

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种钙钛矿纳米晶发光材料的制备方法。

背景技术

全无机金属卤化物钙钛矿CsPbX₃(X＝Cl、Br、I)纳米晶发光材料由于其高量子产率、高色纯度、光谱可调、易于制备等特点，在显示、照明、太阳能电池等领域有着广泛应用。

2015年，Kovalenko教授课题组首次使用热注入法制备出CsPbX₃纳米晶，发光范围可覆盖整个可见光区，胶态下量子效率高达50％～90％。但当萃取钙钛矿CsPbX₃(X＝Cl、Br、I)纳米晶时，随着胶态转变为固态粉末，由于表面配体的脱落荧光急剧猝灭。为了解决这一问题，2017年，Sargent教授课题组将CsPbBr₃内嵌进Cs₄PbBr₆，形成CsPbBr₃/Cs₄PbBr₆的复合结构，此固态钙钛矿的量子效率高达90％。2020年，李杨教授课题组通过优化溶剂、添加配体、控制反应温度，进一步提升了CsPbBr₃/Cs₄PbBr₆纳米晶发光材料的水稳定性和热稳定性。

尽管CsPbBr₃/Cs₄PbBr₆纳米晶表现出优良的发光性质。然而其制备过程中存在诸多问题和矛盾。例如：不添加有机配体，会导致反应形核难以控制，所得产物可能存在尺寸及性能不一致的情况，不利于批量化制备；添加有机配体有利于晶粒生长控制，但有机试剂不可回收会造成成本上升和环境污染；反应过程中加热升温有利于反应进行，但会额外引入成本。这些问题无法同时兼顾，极大地限制了产业化应用。因此，探索一种操作简单、产物稳定，再现性好，可规模化生产的制备方法以获得高效稳定钙钛矿纳米晶发光材料具有深远的意义。

发明内容

针对现有技术问题，本发明提供了一种钙钛矿纳米晶发光材料的制备方法，该制备方法采用通过前驱体分步制备的途径、反应可控性好、无需添加有机配体、反应过程无需加热，具有制备简单、成本低廉、适合大规模生产的特点。所得钙钛矿纳米晶发光材料具有高量子产率和良好的稳定性。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种高稳定性无机钙钛矿纳米晶发光材料APbX₃/A₄PbX₆，其中A为Na、K、Rb、Cs，B为Ge、Sn、Pb、Mn、Cu、Sb、Bi，X为F、Cl、Br、I。

本发明所述APbX₃/A₄PbX₆为核壳结构，其核为APbX₃，嵌在所述A₄PbX₆的内部。

本发明的第二方面提供了如第一方面所述的高稳定性无机钙钛矿纳米晶发光材料APbX₃/A₄PbX₆的制备方法，其包括以下步骤：

步骤(1)：将A的前驱体、B的前驱体分别与溶剂混合，在室温下搅拌得到沉淀，后处理得到钙钛矿纳米晶前驱体；

优选地，所述A的前驱体为AX、A₂CO₃、CH₃COOA，所述B的前驱体为BX₂、BCO₃、B(CH₃COO)₂，