[发明专利]近紫外激发的双钙钛矿单基质白光荧光材料及制备与应用

说明书

本发明公开了一种近紫外激发的双钙钛矿单基质白光荧光材料及制备与应用，该双钙钛矿材料的化学式满足A₂B_1‑xC_xB′_1‑yLn_yX₆，其中，A、B和C为正一价阳离子或者阳离子基团中的一种或几种的组合，A、B、C三者互不相同；B′为Al、Bi、In正三价阳离子或者阳离子基团中的一种或几种的组合；Ln为正三价的各种稀土元素中的一种或几种的组合。双钙钛矿材料尤其可作为白光荧光材料的应用。本发明通过对双钙钛矿中的两类B位元素的组成进行改进，将部分B被C取代，部分B′被稀土元素Ln取代，并通过控制取代对应的摩尔分数x、y，对应得到的近紫外激发的双钙钛矿单基质白光荧光材料与YAG:Ce³⁺相比发射光谱范围更宽、制备简单，尤其适用于白光LED器件中。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，更具体地，涉及一种近紫外激发的双钙钛矿单基质白光荧光材料及制备与应用，该近紫外激发的双钙钛矿单基质白光荧光材料可以是通过稀土离子掺杂得到的卤化物无机双钙钛矿荧光粉，发射光谱范围宽且制备简单，可作为无机荧光粉材料应用于半导体照明(如白光LED)。

背景技术

随着社会的发展，人们物质生活极大丰富的同时，也对生活品质提出了更高的要求。当今社会，人们的照明理念已经从对亮度的需求提升到对色温、显色指数的需求。目前，实现白光LED主要有以下两种方法：(1)蓝光LED芯片组合下转换黄光荧光粉；(2)采用紫外InGaN芯片激发多光色混合相荧光粉。然而，由于红光成分不足导致按照第一种方法生产的产品存在显色指数(CRI)低和相关色温(CCT)高的缺点，因此，这种白光LED的应用受到了一定的限制。通过第二种方法获得的产品又存在着不同荧光粉之间降解率不同和配比调控困难的缺陷。市场迫切需要新型高效的白光LED产品以实现更新换代。

在国家政策的大力引导和市场的巨大需求下，学界积极探索新型的白光LED发光材料，促使LED产业规模不断壮大。尤其是近年来，钙钛矿材料因其发射光谱随尺寸可调、斯托克斯位移大、发光效率高、发光稳定性好等一系列独特的光学性而成为近年来研究的焦点，并取得了重大进展。钙钛矿材料以其优越的光学性能而被认为是未来很有潜力的LED发光材料。

但不可忽略的是，现有的钙钛矿材料往往存在发射光谱范围窄的问题。宽光谱发射仅仅存在于有机-无机杂化钙钛矿材料中，但是通常这类材料对光、热和水汽都极为敏感。而本发明通过探索研发，得到了对光、热和水汽稳定的宽光谱发射双钙钛矿材料，这一材料及发光现象目前尚未见报道。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种近紫外激发的双钙钛矿单基质白光荧光材料及制备与应用，通过选取具有特定组成的双钙钛矿材料作为白光荧光材料(尤其是单基质白光荧光材料)来应用，并进一步通过对双钙钛矿中的两类B位元素的组成进行改进，将部分B被C取代，部分B′被稀土元素Ln取代，并通过控制取代对应的摩尔分数x、y，与现有技术相比能够有效解决白光LED显色指数低、相关色温高、抑或不同荧光粉之间降解率不同和配比调控困难的问题，对应得到的近紫外激发的双钙钛矿单基质白光荧光材料与YAG:Ce³⁺相比制备简单，发射光谱范围更宽且可用紫外光激发，尤其适用于紫外光激发的白光LED器件中。本发明中的双钙钛矿材料A₂B_1-xC_xB′_1-yLn_yX₆(0≤x≤1；0≤y≤0.6)，能够在近紫外波段下激发，发射区域从400nm到750nm，覆盖几乎整个可见光范围，是一种非常具有潜力的单基质白光荧光材料。