[发明专利]一种Sb掺杂Cs2

说明书

本发明公开了一种Sb掺杂Cs₂AInCl₆双钙钛矿材料制备方法和应用，所述Sb掺杂Cs₂AInCl₆双钙钛矿材料中A＝Na、K、Rb，以含铯化合物、含A化合物、含锑化合物、含铟化合物为反应试剂，以浓HCl为溶剂，制备得到Sb掺杂Cs₂AInCl₆双钙钛矿材料，并探究了反应温度对Cs₂AInCl₆双钙钛矿材料发光效率的影响。本发明采用溶剂热法制得的Sb掺杂Cs₂AInCl₆双钙钛矿材料结晶性好，质量高，可以快速大量合成，且工艺简单，通过调整Sb的投料比，能够有效实现不同浓度的掺杂。本发明材料具备良好的稳定性，高量子效率(PLQY)，适合于工业化生产，在照明、背光源电池、显示屏、太阳能电池等领域有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于双钙钛矿光致发光荧光技术领域材料，具体涉及到一种Sb掺杂Cs₂AInCl₆(A＝Na，K，Rb)双钙钛矿材料及其制备方法和应用。

背景技术

传统金属卤化物钙钛矿(通式为ABX₃，其中A为甲铵(MA)、甲脒(FA)或Cs，B为Pb或Sn等，X为Cl，Br或I)因其优异的光电性能在发光二极管(LED)，显示和太阳能电池等领域已被广泛研究和应用。但传统金属卤化物钙钛矿稳定性差，遇水、光、热表现得不够稳定，另外，Pb元素毒性是一个致命的瓶颈，限制了其进一步大规模应用。蓝光材料在LED三基色中非常重要，很少有稳定性良好、且发光效率高的钙钛矿材料。尽管ABCl₃或小尺寸的ABCl_3xBr_3-x也可以发射蓝光，但是其稳定性很差，比如在潮湿的空气中很快分解，发光效率较低，量子效率低于30％。Sb³⁺离子掺杂，能有效调控双钙钛矿的电子能带结构，有效突破禁戒跃迁的限制，调控其光学性质。William W.Yu等报道了Sb³⁺掺杂CsPbBr₃量子点，成功改善了晶格能，钝化量子点的表面缺陷态，降低表面能，在40-100℃表现出良好的稳定性，发射强烈的蓝光，量子效率提升至73.8％，但此材料仍然含有剧毒的Pb元素。唐江等也报道了Cs₂SnCl₆:Sb钙钛矿，但该材料发射橙黄光而不是蓝光，量子效率仅为达到37％，远达不到市场LED器件应用的要求。无铅卤化物双钙钛矿(A₂M⁺M³⁺X₆，A:CH₃NH₃⁺,Cs⁺；M⁺:Na⁺,Ag⁺,etc；M³⁺:Bi³⁺,In³⁺,Sb³⁺,etc)；X:I^-,Br^-,Cl^-))的出现，很好地解决了稳定性差和量子效率低的弱点，比如唐江等人制备的Cs₂NaAg_xIn_1-xCl具有86％的量子效率，对湿度和热具有极佳的稳定性，由于不含有Pb元素，符合国家环保要求。双钙钛矿的研究，作为一种全新的荧光材料，具有优良的湿度、光和热稳定性、高的量子效率，在未来器件应用方面具有重要应用价值。

发明内容

本发明目的在于提供一种高效发光的Sb掺杂Cs₂AInCl₆(A＝Na，K，Rb)钙钛矿的制备方法，通过此制备方法可以极大地提高Cs₂AInCl₆的荧光量子效率以及其稳定性，量子效率最高达90％，在空气中存放1000小时，荧光衰减比例小于10％。具体方案如下：