[发明专利]一种基于锰离子掺杂CsPbBr3

说明书

本发明适用于新材料技术以及新能源技术领域，提供了一种基于锰离子掺杂CsPbBr₃钙钛矿的制备及表征，铯的前驱体溶液的制备：将Cs₂CO₃加入三口瓶中，之后加入ODE以及OA，升温至一定温度条件下并保温维持一段时间；锰离子前驱体溶液的制备：将PbBr₂、Pb(CH₃COO)₂·3H₂O以及MnCl₂·4H₂O加入三口瓶中，并加入ODE、OA以及OAm，升温至一定温度条件下并保温维持一段时间，直至溶解完全；将制得的铯的前驱体溶液与锰离子前驱体溶液在常温条件下混合均匀，置于烘箱中反应一段之后迅速冷却，即可得到锰离子掺杂的CsPbBr₃纳米晶溶液。

技术领域

本发明属于新材料技术以及新能源技术领域，尤其涉及一种基于锰离子掺杂CsPbBr₃钙钛矿的制备及表征。

背景技术

在过去的很长一段时间，科研工作者通过了解钙钛矿材料的物理性质和化学性质，从最先被报道的有机-无机杂化钙钛矿，到现在的全无机铅卤钙钛矿，得到改善的一直是钙钛矿材料的稳定性、耐热性、耐湿性、荧光量子效率、光电转化效率等问题，虽然这些问题得到了妥善的解决，但是铅卤钙钛矿的毒性问题，始终是一个难题。Pb元素的存在，限制了钙钛矿材料的进一步发展。由于钙钛矿结构中，B位元素为二价金属阳离子，因此很多人将目光转向完全替代Pb的方案。同价态的金属阳离子有很多种类，例如Sn、Bi以及与Pb同一主族的元素，但是人们发现，由这些元素替代制得的钙钛矿，光学性能与铅卤钙钛矿相差较大，无法得以发展。

由于完全替代Pb元素十分困难，并且制得的钙钛矿，其光学性能较差，因此近年来已经有很多人利用掺杂的方法来降低毒性。但是已有对于CsPbBr₃钙钛矿的掺杂，均不是直接掺杂，且制得的钙钛矿荧光量子效率很低。

为避免上述技术问题，确有必要提供一种基于锰离子掺杂CsPbBr₃钙钛矿的制备及表征以克服现有技术中的所述缺陷。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于锰离子掺杂CsPbBr₃钙钛矿的制备及表征，旨在解决对于CsPbBr₃钙钛矿的掺杂，均不是直接掺杂，且制得的钙钛矿荧光量子效率很低的问题。

本发明是这样实现的，一种基于锰离子掺杂CsPbBr₃钙钛矿的制备，步骤如下：

a.铯的前驱体溶液的制备：

将一定量的Cs₂CO₃加入到100ml容量的三口瓶中，加入4ml的ODE以及0.2ml的OA，反应溶液加热保温一段时间，直至溶解完全，最后冷却至室温，反应过程冷凝并全程通氮气；

b.锰离子前驱体溶液的制备：

按照一定配比，将PbBr₂、Pb(CH₃COO)₂·3H₂O以及MnCl₂·4H₂O加入三口瓶中，并加入5ml的ODE、2ml的OA以及2ml的OAm，反应溶液加热保温一段时间，直至溶解完全，最后冷却至室温，反应过程冷凝并全程通氮气；

c.将步骤a制得的铯的前驱体溶液与步骤b制得的锰离子前驱体溶液在常温状态下混合均匀，之后倒入反应釜中，然后将反应釜置于烘箱中，反应釜在160~240℃温度条件下反应一段时间；

d.将步骤c中的反应釜置于冰水中迅速冷却，即可得到锰离子掺杂的CsPbBr₃纳米晶溶液；