[发明专利]钙钛矿ABX3

说明书

本发明公开了钙钛矿ABX₃量子点及其制备方法。其中，制备钙钛矿ABX₃量子点的方法包括：将C_8‑20胺与HX混合并进行第一反应，得到C_8‑20铵氢卤盐；将所述C_8‑20铵氢卤盐、A源、B源与非/弱极性溶剂混合并进行第二反应，得到所述钙钛矿ABX₃量子点；其中，A为Cs、甲胺或甲脒，B为Pb，X为Br或I。该方法可在低温下简便高效地制备得到钙钛矿ABX₃量子点，且易于放大量产。同时，该方法不使用极性溶剂，从而可以显著提高钙钛矿ABX₃量子点产品的稳定性和品质，并满足环保需要。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体而言，本发明涉及钙钛矿ABX₃量子点及其制备方法。

背景技术

钙钛矿量子点具有优异的光电性能，在量子点发光部分，钙钛矿量子点具有发光颜色纯、量子产率高、对缺陷容忍度大等优点，是下一代照明显示技术有利的竞争者。目前已有众多的制备钙钛矿量子点的方法，主要分为高温热注入法和配体辅助沉淀法。

高温热注入法所需的温度通常在150℃以上，甚至高达280℃。通过高温和配体的存在，使得部分前驱物溶解在非极性溶剂中(通常是1-十八烯)；然后将另一部分前驱物的溶液在高温下注入反应容器中，形成钙钛矿并析出；通过配体和冷却时间来控制纳米晶体的形貌和尺寸。

配体辅助沉淀法通常将前驱物溶解在极性溶剂中(多为DMF、DMSO等)形成前驱液，再把前驱液滴加到快速搅拌的非(弱)极性溶剂种(常用甲苯、正己烷、二氯甲烷等)，使得整个溶液快速过饱和，从而析出钙钛矿纳米晶体。

然而，现有的钙钛矿量子点的方法仍存在诸多缺点：(1)热注入法难以放大生产，且由于在高温下进行反应，对温度控制的均匀度、注入反应的均匀度、能量消耗都有很高的要求。对于钙钛矿来说，热注入法很难获得超过克级的高品质产品。(2)配体辅助沉淀法使用DMF等极性溶剂，这些溶剂毒性大、沸点高，难除去。为了去除DMF等极性溶剂，需要比较繁复的清洗步骤，通常也会引入极性溶剂(比如乙酸乙酯等)，从而使得量子点的稳定性进一步降低。(3)含碘钙钛矿量子点容易从可以发光的黑相(α相)变为不能发光的黄相(非光敏δ相)，在合成或清洗过程中使用的极性溶剂，会加速这一相变过程。(4)现有技术通常使用卤化铅同时作为卤素源和铅源，铯源则分别使用油酸铯和卤化铯应用于热注入法和配体辅助沉淀法。由于铯、铅和卤素的比例在这两种方法中都受到限制，使得产生的量子点表面经常有卤元素空位缺陷或者多余的金属残留，稳定性降低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出钙钛矿ABX₃量子点及其制备方法。该制备钙钛矿ABX₃量子点的方法可在低温下简便高效地制备得到钙钛矿ABX₃量子点，且易于放大量产。同时，该方法不使用极性溶剂，从而可以显著提高钙钛矿ABX₃量子点产品的稳定性和品质，并满足环保需要。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备钙钛矿ABX₃量子点的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：将C_8-20胺与HX混合并进行第一反应，得到C_8-20铵氢卤盐；将所述C_8-20铵氢卤盐、A源、B源与非/弱极性溶剂混合并进行第二反应，得到所述钙钛矿ABX₃量子点；其中，A为铯(Cs)、甲胺(MA)或甲脒(FA)，B为铅(Pb)，X为溴(Br)或碘(I)。