[发明专利]一种基于室温法ABXn

说明书

本发明属于光电子材料领域，公开了一种基于室温法ABX_nY_3‑n钙钛矿纳米颗粒的配体调控方法及应用，该调控方法是在室温条件下，将含A离子、含超短链配体、含钠离子的多个前驱液和脂肪酸混合，快速注入到含B离子的前驱液中，搅拌后快速向其中加入烷基卤化铵的前驱液，继续搅拌即可得到钙钛矿纳米颗粒的粗液；洗涤处理后即可得到表面的配体主要由长链配体烷基卤化铵、长链配体脂肪酸、超短链配体和金属配体钠离子共同组成的ABX_nY_3‑n钙钛矿纳米颗粒。本发明通过选取超短配体和金属配体Na⁺加入到前驱体中，致使得到的钙钛矿纳米颗粒的表面长链配体有效减少，超短链配体有效增多，兼具稳定性和高效电荷传输特性，能大幅度提升基于其的发光二极管的器件性能。

技术领域

本发明属于光电子材料制备技术领域，更具体地，涉及一种基于室温法ABX_nY_3-n钙钛矿纳米颗粒的配体调控方法及应用，该调控方法是一种利用超短配体和金属配体协同调控ABX_nY_3-n钙钛矿纳米颗粒表面配体分布的方法。

背景技术

钙钛矿材料通常指的是一类结构如“钙钛矿”晶体结构，成分组成为 ABX₃(其中A＝MA、FA、Cs、GA；B＝Pb、Sn、Bi、Sb等；X＝Cl、Br、I) 的一类化合物。由于其具有极高的荧光量子产率(PLQY)、极窄的半峰宽 (FWHM)、易调谐的带隙、宽带吸收、缺陷少和载流子迁移率高等特点，钙钛矿材料在光电领域显示出了巨大的发展潜力，在太阳能电池、光电探测、激光、照明和显示领域引起了研究热潮。钙钛矿材料按照维度，通常可以分为三种，分别是三维、二维和零维。其中零维钙钛矿又被称作“钙钛矿纳米颗粒”，是指大小通常为10～30纳米的表面吸附着有机配体的钙钛矿颗粒。相较于三维钙钛矿和二维钙钛矿材料，钙钛矿纳米颗粒由于量子限域效应而具有更高荧光量子产率，并且表面的有机配体可以起到一定的保护作用，增强其抵御外界环境变化的能力例如水含量、氧含量、紫外光照。同时，面对人们日益增长的对照明和显示的需求，钙钛矿纳米颗粒在高清全色域显示、柔性显示和低成本显示与照明方面有着不容忽视的优势与前景。虽然钙钛矿材料已成为下一代显示照明领域强有力的竞争，但是相比于传统量子点和有机发光材料来说，其发光二极管的外量子效率和寿命仍有一段差距。因此，如何提升钙钛矿发光二极管器件的外量子效率是当前研究的重点之一。

对于钙钛矿纳米颗粒来说，配体的作用在于形成纳米尺度粒径，通过量子限域效应达到极高的荧光量子产率、决定纳米颗粒平整且可控的表面形态并且保证了纳米颗粒在非极性溶剂中的溶解性致使达到一个稳定的分散体系。因此，配体决定性地影响着钙钛矿纳米颗粒的性能，是研究的关键。

对于钙钛矿纳米颗粒在发光二极管的应用方面，配体的作用是双面的，一方面较多的配体吸附于钙钛矿表面可以使得纳米颗粒表面缺陷被钝化、荧光量子产率提升、在非极性溶剂中的溶解性变好，但是另一方面，由于通常使用的配体是长链的有机物，具有绝缘性，对于器件中载流子的注入和传输存在阻碍效应。因此平衡这两种作用对于制备高性能钙钛矿纳米颗粒发光器件是极为重要的。