[发明专利]一种CsPbBr3/Cs4PbBr6复合钙钛矿材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种CsPbBr₃/Cs₄PbBr₆复合钙钛矿材料及其制备方法，该材料的制备方法包括以下步骤：取PbBr₂和CsBr溶于N,N‑二甲基甲酰胺中，快速搅拌至完全溶解，然后在快速搅拌下将十六烷基三甲基溴化铵加入其中制备成前驱体溶液；将前驱体溶液加入到甲苯中，搅拌反应，反应结束后离心处理，收集沉淀，烘干，即得。相对于现有技术，本发明提供了一种新的合成过程，以十六烷基三甲基溴化铵为反应中的唯一配体，可控制地合成单分散的CsPbBr₃/Cs4PbBr₆棒状复合钙钛矿材料，其中CsPbBr₃均匀地嵌入棒状Cs4PbBr₆基质中。本发明所制备的复合结构材料可有效防止固体粉末的CsPbBr₃荧光猝灭。并且所用原材料简单、利用率高、成本低、可控性好。

技术领域

本发明属于复合钙钛矿材料技术领域，具体涉及一种CsPbBr₃/Cs₄PbBr₆复合钙钛矿材料及其制备方法。

背景技术

由于合成工艺简单，高光致发光，铯铅卤化物钙钛矿纳米晶体在光电器件如太阳能电池，发光二极管和激光器领域引起越来越多的关注。然而，通常所使用的有机配体油酸和油胺，它们之间的质子转移会引起严重的配体损失。另一方面，当CsPbX₃转移到固体粉末用于光电器件时，有机封端配体的损失已经会导致纳米晶体的聚集和随后的量子限制的损失，使得量子产量严重降低至约小于0.1％。

在Cs₄PbBr₆基质中嵌入CsPbBr₃纳米晶体，形成复合结构的策略已经被成功地证明了其能够解决由于量子限制的损失而在固体聚集状态下钙钛矿纳米晶体的荧光猝灭。不幸的是，在固态下具有明亮发光的单分散纳米级复合材料的可控合成仍然是一个巨大的挑战。

发明内容

发明目的：针对上述技术问题，本发明提供了一种CsPbBr₃/Cs₄PbBr₆复合钙钛矿材料，旨在解决现有的钙钛矿有机配体损失和固体粉末状态下聚集，导致钙钛矿材料稳定性差，荧光猝灭的问题。

本发明的另一目的在于提供所述CsPbBr₃/Cs₄PbBr₆复合钙钛矿材料的制备方法，其原材料简单、利用率高、成本低、可控性好。

技术方案：为了达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种CsPbBr₃/Cs₄PbBr₆复合钙钛矿材料的制备方法，包括以下步骤：

取PbBr₂和CsBr溶于N,N-二甲基甲酰胺中，快速搅拌至完全溶解，然后在快速搅拌下将十六烷基三甲基溴化铵加入其中制备成前驱体溶液；将前驱体溶液加入到甲苯中，搅拌反应，反应结束后离心处理，收集沉淀，烘干，即得。

作为优选：

所述PbBr₂和CsBr的摩尔比为(0.8～2)：4。

所述十六烷基三甲基溴化铵为反应中的唯一配体。

所述CsBr与十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为4:(1～6)。

所述快速搅拌速度为400rpm以上。

所述搅拌反应的时间为3-5h，反应温度为22-28℃。

所述离心转速为5000rpm以上。