[发明专利]一种微米级三维416型钙钛矿结构及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种微米级三维416型钙钛矿结构及其制备方法和应用，微米级三维416型钙钛矿的结构式为Cs₄PbX₆，X选自Cl、Br或I，为菱形柱和/或六棱柱，颗粒大小为0.5～20μm。制备方法包括：(1)将铯的前驱体、油酸与十八烯混合，加热至完全溶解得到溶液Ⅰ；(2)将卤化铅、长链脂肪酸与长链脂肪胺混合，加热至完全溶解得到溶液Ⅱ；(3)将溶液Ⅰ与溶液Ⅱ混合，加热至150～170℃下充分反应1～3h。本发明公开的微米级三维416型钙钛矿结构尺寸达到微米级，且具有规整的结构，具有高稳定性和独特的光电特性，有望在光电领域中有广泛的应用。

技术领域

本发明涉及钙钛矿材料，尤其涉及一种微米级三维416型钙钛矿结构及其制备方法和应用。

背景技术

全无机113型铯铅卤钙钛矿微纳材料鉴于其具有宽光谱范围、高吸收系数、高量子荧光效率等优异的理化特性，在光电探测器、太阳能电池、LED等领域中都表现出极大的潜力。全无机113型铯铅卤钙钛矿结构主要为CsPbX₃(X选自Cl、Br或I)及其衍生物Cs₄PbX₆、CsPb₂X₅等，不同的结构具有不同的光电特性，其中Cs₄PbX₆因为其宽带隙、高稳定性也受到很多的研究关注。

此外，钙钛矿微纳材料从维度上一般分为0维的纳米晶、1维的纳米线以及2维的纳米片以及3维的微米结构等，不同尺寸的钙钛矿材料具有不同的光电性能，如荧光特性，吸收特性等，进而应用在不同的领域中。

合成微米级3维416型钙钛矿结构对研究其结构、合成机理以及探索其更进一步的应用前景有着特别的意义。但目前暂无相关报道。

发明内容

本发明公开了一种微米级三维416型钙钛矿结构，尺寸达到微米级，且具有规整的结构，具有高稳定性和独特的光电特性，有望在光电领域中有广泛的应用。

具体技术方案如下：

一种微米级三维416型钙钛矿结构，结构分子式为Cs₄PbX₆，X选自Cl、Br或I；

所述微米级三维416型钙钛矿结构为菱形柱和/或六棱柱，颗粒大小为0.5～20μm。

本发明公开了一种尺寸达到微米级的三维416型钙钛矿结构，其呈现规整的菱形柱或六棱柱的形貌。

优选的，所述微米级三维416型钙钛矿结构的对角线长度为1～10μm，高0.5～20μm。

进一步优选，所述微米级三维416型钙钛矿结构的颗粒大小为1～10μm，对角线长度为1～5μm，高1～10μm。

本发明公开了所述的微米级三维416型钙钛矿结构的制备方法，包括如下步骤：

(1)将铯的前驱体、油酸与十八烯混合，加热至完全溶解，得到溶液Ⅰ；

(2)将卤化铅、长链脂肪酸、长链脂肪胺以及可选择性加入的助溶剂混合，加热至完全溶解，得到溶液Ⅱ；

所述长链脂肪酸与长链脂肪胺的体积比为1：0.9～20；

所述长链脂肪酸选自油酸和/或正辛酸；

所述长链脂肪胺选自油胺、正辛胺、十二胺中的一种或多种；

(3)将溶液Ⅰ与溶液Ⅱ混合，加热至150～170℃下，充分反应1～3h后得到所述的微米级三维416型钙钛矿结构；

长链脂肪酸和长链脂肪胺的体积比为1：0.9～3，充分反应时间为1～2h；

长链脂肪酸和长链脂肪胺的体积比为1：3～20，充分反应时间为2～3h。