[发明专利]全无机钙钛矿量子点制备方法

说明书

本发明全无机钙钛矿量子点制备方法，涉及含无机发光材料，采用一锅法，无需先制备铯源的前驱体，将所需量的铅源和铯源，用配体溶解在有机溶剂中，经真空干燥后，在设定温度下注入卤素源，此时Pb、Cs和卤素X三种元素会相互作用，沉淀出CsPbX₃全无机钙钛矿量子点，克服了现有技术存在的①反应物来源受限，室温条件制备方法的反应物是卤化铯和卤化铅，高温条件制备方法的反应物是碳酸铯和卤化铅，且只能是这两种物质反应；②元素之间的量比不能调节，即Pb和卤素X的量比受限于卤化铅反应物；③需要提前制备前驱体且预热的复杂步骤的三个缺陷。

技术领域

本发明的技术方案涉及含无机发光材料，具体地说是全无机钙钛矿量子点制备方法。

背景技术

量子点发光二极管在大尺寸以及柔性显示等方面有广泛应用，近年来受到人们的普遍关注，成为国内外研究热点之一，也是国家科技大力发展的方向之一。量子点半峰宽非常窄(10-30nm)，发光效率高，量子点的发光峰位还可以通过调节尺寸大小来获得，具有独特的性能优势和极高的应用价值。

目前，照明和显示领域常采用的量子点是CdSe量子点，虽然其发光效率和稳定性非常好，但其制备步骤非常繁琐，需要复杂的包壳步骤，另外体系中有毒的Cd元素也限制了其发展。而作为替代品的InP、CuInS量子点和碳点受各自发光机理的影响，它们的半峰宽都非常宽，并且黄、红色荧光的碳点发光效率非常低，在显示领域基本不可能取代成熟的CdSe量子点。但另一种新型量子点由于具有优异的发光性质，而受到人们的青睐，这就是钙钛矿量子点ABX₃，其中，A为半径较大的一价阳离子Cs或CH₃NH₃，B为二价的金属阳离子Pb等，X为卤素Cl、Br、I。钙钛矿量子点制备方法非常简单，无需包壳，绿、红光的发光效率就高达70％以上，并且尺寸均一，半峰宽比同波长的CdSe还窄，拥有更广的显示色域，具有更生动的色彩显示能力，堪称量子点中的明星材料，具有非常好的发展前景。目前，钙钛矿量子点常采用的制备技术是高温热注入的方法(L.Protesescu,S.Yakunin,M.I.Bodnarchuk,etal.Nano Lett.,2015,15,3692-3696.)，该方法制备的钙钛矿量子点的性能(稳定性、发光效率)要明显优于室温配体辅助沉淀的方法，但是该方法需要先合成前驱体，再注入，反应步骤繁琐，并且反应物来源受限，不能更换铅源和铯源。还有就是Pb和卤素X的量比受制于卤化铅原料，不能随意调节，对量子点的合成制约非常大，不利于量子点性能的探索和优化。CN107603614A公开了一种金属卤化物钙钛矿量子点的制备方法，该方法得到能够在水溶液中单颗粒分散的金属卤化物钙钛矿量子点，在水中的合成势必会对发光效率有影响，所以制得的金属卤化物钙钛矿量子点的发光效率较低。CN107298978A公开了一种全无机含铅卤化物钙钛矿量子点荧光粉的制备方法，CN107500345A公开了一种钙钛矿量子点的制备方法，CN105349140A公开了基于CsPbBr_3-xI_x-ZnS钙钛矿量子点异质结的制备方法及其产品，这三种方法所用的铯源和铅源的种类受限，只能是碳酸铯和卤化铅，并且需要制备铯前驱体，步骤复杂，还有Pb和卤素X的量比都不能随意调节。并且上述现有技术均存在以下两个缺陷：①反应物来源受限，室温条件制备方法的反应物是卤化铯和卤化铅，高温条件制备方法的反应物是碳酸铯和卤化铅，且只能是这两种物质反应；②元素之间的量比不能调节，即Pb和卤素X的量比受限于卤化铅反应物。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供全无机钙钛矿量子点制备方法，采用一锅法，无需先制备铯源的前驱体，将所需量的铅源和铯源，用配体溶解在有机溶剂中，经真空干燥后，在设定温度下注入卤素源，此时Pb、Cs和卤素X三种元素会相互作用，沉淀出CsPbX₃全无机钙钛矿量子点，克服了现有技术存在的①反应物来源受限，室温条件制备方法的反应物是卤化铯和卤化铅，高温条件制备方法的反应物是碳酸铯和卤化铅，且只能是这两种物质反应；②元素之间的量比不能调节，即Pb和卤素X的量比受限于卤化铅反应物；③需要提前制备前驱体且预热的复杂步骤的三个缺陷。