[发明专利]一种钙钛矿量子点微晶玻璃及其制备方法

说明书

本发明涉及微晶玻璃技术领域，尤其涉及一种钙钛矿量子点微晶玻璃及其制备方法。制备方法包括：A)将玻璃原料熔化后，冷却成型，再进行退火，制得钙钛矿量子点基础玻璃；玻璃原料包括B₂O₃、SiO₂、ZnO、Na₂CO₃、Cs₂CO₃、PbBr₂和NaBr；所述B₂O₃、SiO₂、ZnO、Na₂CO₃、Cs₂CO₃和NaBr的摩尔比为30～60：29～59：9：2～10：4～12：0～12：3～9；B)将所述基础玻璃在氮气气氛下，480～550℃，电压100～1500V，电压频率20～500Hz进行热电处理，得到钙钛矿量子点微晶玻璃，量子转化效率较高，钙钛矿量子点尺寸可控。

技术领域

本发明涉及微晶玻璃技术领域，尤其涉及一种钙钛矿量子点微晶玻璃及其制备方法。

背景技术

钙钛矿量子点玻璃主要应用于光学领域和能源领域。钙钛矿量子点玻璃是一种性能优异的发光材料，与器件耦合时，通过光激发能够发射出不同波长的光，高的光致发光量子产率和窄发射波长，因此在二极管，激光器和光电探测器上有着巨大的应用潜力。同时，钙钛矿量子点玻璃在能源领域也有着广泛运用。钙钛矿量子点玻璃可以用于制造太阳能电池，其能量转化效率高，有望成为取代单晶硅太阳能电池。

传统的钙钛矿量子属于无机-有机杂化的钙钛矿，相比于无机钙钛矿量子点玻璃其能带结构容易调节，能够实现较高的量子产率。然而无机-有机杂化钙钛矿的缺点结构不稳定，容易受到环境中水分，氧气影响。而钙钛矿量子点玻璃由于钙钛矿量子点外部有玻璃相包裹，因此能够有效保护钙钛矿量子点免于环境影响。现阶段钙钛矿量子点玻璃采用硼酸盐玻璃体系。由于硼酸盐玻璃在进行热处理会发生分相，此时玻璃内部的硼氧三角体和硼氧四面体会相互转化，硼酸盐玻璃内部的结构发生转变，此时钙钛矿量子点在两者间隙生长。因此硼氧三角体和硼氧四面体比例对钙钛矿量子点沉积尤为重要。此外，在硼酸盐玻璃中沉积钙钛矿量子点需要解决的是玻璃组分与钙钛矿组成的元素需要互溶，只有特定的组分的玻璃能够析出钙钛矿量子点。同时，在钙钛矿量子点玻璃析出钙钛矿量子点时，Cs，Pb和Br元素在玻璃内部分布差异，导致钙钛矿量子点分布出现差异，同时钙钛矿结晶性低，影响其性能。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种钙钛矿量子点微晶玻璃及其制备方法，本发明制备的钙钛矿量子点微晶玻璃的量子转化效率较高。

本发明提供了一种钙钛矿量子点微晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：

A)将玻璃原料熔化后，冷却成型，再进行退火，制得钙钛矿量子点基础玻璃；

所述玻璃原料包括B₂O₃、SiO₂、ZnO、Na₂CO₃、Cs₂CO₃、PbBr₂和NaBr；所述B₂O₃、SiO₂、ZnO、Na₂CO₃、Cs₂CO₃和NaBr的摩尔比为30～60：29～59：8～9：2～10：4～12：0～12：3～9；

B)将所述钙钛矿量子点基础玻璃在氮气气氛下进行热电处理，得到钙钛矿量子点微晶玻璃；

所述热电处理的温度为480～550℃，电压为100～1500V，电压的频率为20～500Hz。

优选的，步骤A)中，所述熔化的温度为1150～1250℃，时间为8～12min。