[发明专利]二氧化硅包覆钙钛矿量子点的纳米颗粒、其制备方法及光电纳米材料

说明书

二氧化硅包覆钙钛矿量子点的纳米颗粒、其制备方法及光电纳米材料，属于光电显示照明用纳米材料领域。纳米颗粒包括二氧化硅包覆层及被包覆于二氧化硅包覆层内的若干CsPbX₃量子点颗粒。光学性能稳定且能减小对环境的污染。制备方法包括将Cs⁺、Pb²⁺、X^‑以及二氧化硅的各前驱体分散于有机溶剂中得到前驱体混合液，将前驱体混合液与醇溶液混合后搅拌、固液分离。其原材料简单、利用率高、成本低，对环境的污染小，可控性好、能够在常温下合成、适合大规模化生产。光电纳米材料包括该制备方法制得的纳米颗粒。其光电性能稳定。

技术领域

本发明涉及光电显示照明用纳米材料领域，具体而言，涉及一种二氧化硅包覆钙钛矿量子点的纳米颗粒、其制备方法及光电纳米材料。

背景技术

2014年底，瑞士科学家Kovalenko M.V(Nano Lett.2015，15:3692)首次报道了一种全光谱响应、强发光的胶质状无机钙钛矿半导体CsPbX₃(X＝Cl、Br、I)量子点，这类可溶液加工的胶质状量子点制备简单、易得。由于具有典型的量子限域效应，可以通过晶体尺寸精确的调控量子点的光谱范围。另外，这类量子点还拥有较高的发光效率和荧光量子产率。因此，上述一系列特性使其在生物成像、太阳能电池、光电探测器，尤其是发光二极管和光电显示照明等领域展现出巨大的潜力和应用价值。

但是，CsPbX₃钙钛矿量子点自身的一些缺陷严重制约了其产业化应用：一方面，CsPbX₃钙钛矿量子点对水和氧气等十分敏感，在水、氧环境下易分解，导致其光电性能衰减突出，光学稳定性有待进一步提高；另一方面，CsPbX₃钙钛矿量子点中含有重金属Pb，如果直接暴露在空气中容易造成环境污染，其材料的环保性有待改善。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二氧化硅包覆钙钛矿量子点的纳米颗粒，其光学性能稳定且能减小对环境的污染。

本发明的另一目的在于提供一种二氧化硅包覆钙钛矿量子点的纳米颗粒的制备方法，其原材料简单、利用率高、成本低，对环境的污染小，可控性好、能够在常温下合成、适合大规模化生产。

本发明的再一目的在于提供一种光电纳米材料，其光电性能稳定。

本发明的实施例是这样实现的：

一种二氧化硅包覆钙钛矿量子点的纳米颗粒，包括二氧化硅包覆层及被包覆于二氧化硅包覆层内的若干CsPbX₃量子点颗粒。

一种二氧化硅包覆钙钛矿量子点的纳米颗粒的制备方法，包括将Cs⁺、Pb²⁺、X^-以及二氧化硅的各前驱体分散于有机溶剂中得到前驱体混合液，将前驱体混合液与醇溶液混合后搅拌、固液分离，得到二氧化硅包覆钙钛矿量子点的纳米颗粒。

一种光电纳米材料，包括上述的制备方法制得的二氧化硅包覆钙钛矿量子点的纳米颗粒。

本发明实施例的有益效果是：

本发明提供的二氧化硅包覆钙钛矿量子点的纳米颗粒，利用二氧化硅来包覆量子点，对量子点进行保护，避免量子点与水和氧气等接触而分解，光学性能更稳定。避免Pb直接暴露在空气中造成环境污染，能减小对环境的污染。

本发明提供的二氧化硅包覆钙钛矿量子点的纳米颗粒的制备方法，利用原位制备法，利用二氧化硅的前驱体在有机溶剂中分解产生的二氧化硅来包覆量子点，方便通过控制时间和搅拌速度来控制合成的纳米颗粒的粒径。原材料简单、利用率高、成本低，包覆过程快、对量子点包裹均匀，反应条件温和、操作简单、可控性好、适合大规模化生产。