[发明专利]一种提高稳定性的CsPbI3

说明书

本发明属于无机发光材料领域，一种提高稳定性的CsPbI₃纳米晶复合材料及其制备方法，该复合材料由碘化铵颗粒与CsPbI₃纳米晶复合而成；所述的碘化铵颗粒通过表面配体静电吸附于CsPbI₃纳米晶表面。本发明的优点是制备方法简单、成本低，能够显著提高CsPbI₃纳米晶在水溶液中的稳定性以及荧光量子效率。

技术领域

本发明属于无机发光材料领域，尤其涉及一种提高稳定性的CsPbI₃纳米晶复合材料及其制备方法。

背景技术

卤化物钙钛矿纳米晶具有优异的光电响应性能，被广泛应用于太阳能电池，LED器件与光催化，光电探测器以及激光器件领域的研究。通过调控卤素元素的种类或者比例，Mn²⁺离子掺杂以及不同的制备方法等，能够有效地调控钙钛矿纳米晶的尺寸和发射波长，然而由于卤化物钙钛矿纳米晶是一种离子晶体材料，容易吸水潮解，非常不稳定，荧光强度随着时间的变化会逐渐减弱，特别是在潮湿环境下会显著下降，缩短了相关器件的使用寿命，不利于实际应用。

提高卤化物钙钛矿纳米晶稳定性的方法主要包括采用表面配体修饰或构建核壳结构防止水分子与纳米晶接触，进而提高其稳定性。然而表面配体是有机溶剂，其自身的稳定性本身较弱，构建核壳结构会使制备工艺复杂化并提高了制备成本。

发明内容

本发明公开一种提高稳定性的CsPbI₃纳米晶复合材料，具体是通过表面配体静电吸附作用将碘化铵颗粒附着于CsPbI₃纳米晶表面，进而显著提高CsPbI₃纳米晶的稳定性，同时由于表面钝化作用提高了CsPbI₃纳米晶的荧光量子效率。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种提高稳定性的CsPbI₃纳米晶复合材料，该复合材料由碘化铵颗粒与CsPbI₃纳米晶复合而成；所述的碘化铵颗粒通过表面配体静电吸附于CsPbI₃纳米晶表面。

作为优选，所述的碘化铵与CsPbI₃摩尔比为0.5-3:0.5-2。

作为优选，所述的碘化铵与CsPbI₃摩尔比为1-2:1-2。

一种制备上述的CsPbI₃纳米晶复合材料的方法，依次通过以下步骤：

1）制备CsPbI₃纳米晶；

2）制备碘化铵晶体；

3）所的CsPbI₃纳米晶和碘化铵晶体在聚乙二醇溶剂混合，在室温下经过超声波加工，以及用环己烷离心洗涤获得碘化铵颗粒与CsPbI₃纳米晶复合物。

作为优选，步骤1）包括以下步骤：将碳酸铯与碘化铅以摩尔比为1:1加入到油酸与十八烯（体积比为1:1，总体积为5-10毫升）混合液中，在室温下研磨60-90分钟，然后用环己烷离心洗涤得到CsPbI₃纳米晶。

作为优选，步骤2）包括以下步骤：将（1-3）毫摩尔碘化铵晶体原料溶于（2-4）毫升油胺溶剂中，研磨30-60分钟，然后用环己烷洗涤去除多余的油胺，得到碘化铵晶体。

作为优选，步骤3）包括以下步骤：将碘化铵晶体与CsPbI₃纳米晶溶于（2-8）毫升聚乙二醇溶剂中，在室温下采用200W的大功率超声仪超声（10-30）分钟，然后用环己烷离心洗涤得到。