[发明专利]一种无机钙钛矿材料及其制备方法和LED器件

说明书

本发明公开了一种无机钙钛矿材料及其制备方法和LED器件，该制备方法包括以下步骤：S1、将锡源、铋源溶于第一溶剂，得第一溶液；将铯源溶于第二溶剂，得第二溶液；锡源为亚锡化合物；且铯源、锡源和铋源为氯源，和/或，第一溶剂和第二溶剂为氯源；S2、将第一溶液和第二溶液混合，进行搅拌加热反应，而后进行固液分离，洗涤、干燥。本发明的制备原料成本低廉，且安全无毒，合成操作简单，加热反应即可获得晶体，设备要求低，反应条件要求宽松，产物结晶性好且颗粒均匀，荧光产率高，所得产品无机钙钛矿材料中没有有机基团，光稳定性和热稳定性强，具有潜在可制备高荧光产率蓝光荧光粉的应用价值，进而可应用于制备LED器件。

技术领域

本发明涉及光电材料技术领域，尤其是涉及一种无机钙钛矿材料及其制备方法和LED器件。

背景技术

现有钙钛矿材料中，较为典型的是二维杂化有机无机钙钛矿(2D-HOIPs)，其最常见的合成方法是溶液冷却法，其具体是将反应原料按一定比例溶解在同一溶液中，加热到一定温度使其完全溶解，而后冷却结晶；温度降低时，2D-HOIPs的溶解度减小，并从溶液中析出，而为控制好结晶速度以获得结晶度好的晶体，需保持恒定的降温速率，故晶体获得的关键依赖于控制降温程序，因而该合成方法对设备要求高。另外，2D-HOIPs中含有有机基团，使得材料光稳定性差，受光照易分解；并且，其中的有机基团会使钙钛矿的导电性变差，电流难以注入从而使深蓝光不易获得，影响器件的效率和亮度。有报道2D-HOIPs可应用于制备电致发光器件，但在应用过程中，需要先将其溶解在有机溶剂中，再用旋涂或蒸镀方法制备发光膜，因而应用较为复杂，并且其溶解度一般较差，结晶过快，进而会形成不均匀的离散薄膜，难以满足纯蓝光的发射。

此外，现有常见的蓝光粉体大部分以与Eu²⁺作为活化中心离子，而高温固相法是其常见的合成方法，但该方法反应温度高，耗能大，且在高温下反应，容易出现杂相，如Eu²⁺被杂质氧化导致杂相，进而影响产品的品质。此外，其合成条件要求苛刻，对设备要求高，若涉及到易于被氧化的原料，反应还需要一直在保护气氛下进行。例如，将Eu²⁺引入荧光粉体中，原料通常采用相对容易存储的Eu³⁺的氧化物Eu₂O₃，所以反应需在还原性气体H₂的保护下进行，但还原体系的搭建不易，由于引入到荧光粉体中的Eu²⁺含量少，体系只要很有极少量的氧化剂(如水和氧气)，就能把原本不多的Eu²⁺氧化掉，造成产品的失败，因此，反应条件要求极为严苛。

铯锡氯(Cs₂SnCl₆)，双钙钛矿结构，是一种无机非金属材料，同时也是直接带隙半导体材料。向其中掺入Bi³⁺生成的Cs₂SnCl₆:Bi³⁺，在光、电等外激发的情况下，能发射出可见光波段的荧光，发光效率较高，在白光LED中具备潜在价值。铯锡氯可用水热法合成，由于该产物的原材料二价Sn，容易在空气中形成CsSnCl₃杂相，严重影响了产物结晶性和荧光产率和相纯度。因此，急需寻求一种合成工艺简单，对设备要求低，产物结晶性好，荧光产率高的钙钛矿材料制备方法。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种无机钙钛矿材料及其制备方法和LED器件。

本发明的第一方面，提供一种无机钙钛矿材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将锡源、铋源溶于第一溶剂，得第一溶液；将铯源溶于第二溶剂，得第二溶剂；所述锡源为亚锡化合物；

另外，所述铯源、所述锡源和所述铋源为氯化物，和/或，所述第一溶剂和所述第二溶剂为氯源；