一种调控全无机钙钛矿量子点发光波长的方法技术

本发明专利技术提供一种调控全无机钙钛矿量子点发光波长的方法，该方法先将PbBr

Method for controlling luminous wavelength of inorganic perovskite quantum point

The invention provides a method for controlling the luminous wavelength of all inorganic perovskite quantum dots

【技术实现步骤摘要】
一种调控全无机钙钛矿量子点发光波长的方法
本专利技术属于化工
，具体涉及一种调控全无机钙钛矿量子点发光波长的方法。
技术介绍
近几年来，全无机铅卤化物钙钛矿如CsPbBr3(X＝Cl，Br，I)纳米晶体的可溶液制备、容易加工、量子产率高等突出特点，使得其在光检测、光催化、辐射探测、发光二极管、太阳能电池以及荧光标记等领域具有广泛的应用前景。钙钛矿量子点作为新型的发光材料，其量子发光效率可达90％，半峰宽较窄(小于50nm)，与之前已知的基于镉的核/壳型量子点相比，CsPbBr3量子点可以基于阴离子交换反应和高温热注入法来调控成分和尺寸，使得其发光波长可以覆盖整个可见光光谱区域(450～520nm)。钙钛矿量子点的这一特点使其特别适合应用于显示
根据当前黄课题组(C.Bi,Y.Shao,Y.Yuan,Z.Xiao,C.Wang,Y.GaoandJ.Huang,J.Mater.Chem.A,2014,2,18508-18514.)的研究表明，热退火温度和过程对钙钛矿量子点薄膜样品的形貌和光电特性影响很大，改变其晶粒尺寸和结晶度对于提高太阳能电池的性能是至关重要的。他们还演示了对ZnO纳米颗粒表面的钙钛矿薄膜进行热退火，MAPbI3极易分解为PbI2，通过在钙钛矿和ZnO之间引入缓冲层聚乙烯亚胺可以减缓这种分解，并且能够有效地隔离钙钛矿和ZnO层，在热退火后有利于更大尺寸的钙钛矿晶体的形成。此外，MAPbI3薄膜样品在60℃时退火两小时后呈现出连续的形态分布和较高的结晶度，这使得基于热处理后钙钛矿薄膜样品的发光二极管的器件性能达到最佳。通常，钙钛矿量子点溶液与薄膜样品之间存在着如有机配体和表面体积比等内在差异，对于退火后的钙钛矿纳米晶体薄膜的结构和光学性质的研究相对较少。据报道，经过退火过程后可以观察到CsPbBr3纳米晶体薄膜的导电性能改善。然而，以前的报道没有关于热处理过程对钙钛矿纳米晶体的发光光谱影响的系统研究。因此，理解热处理后钙钛矿纳米晶体光致发光光谱的变化机理并提高其热稳定性是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种调控全无机钙钛矿量子点发光波长的方法，该钙钛矿量子点可通过改变热处理的温度来改变其尺寸，从而实现发光波长的调控。本专利技术提供一种调控全无机钙钛矿量子点发光波长的方法，该方法包括：步骤一：将PbBr2和十八烯混合，得到混合溶液Ⅰ；步骤二：在惰性环境下，向步骤一得到的混合溶液Ⅰ中加入油胺和油酸，得到混合溶液Ⅱ；步骤三：将反应温度升至120-160℃，然后将铯前驱体溶液迅速加入到步骤二得到的混合溶液Ⅱ中，保持此温度5秒钟，然后停止加热并降温，离心、沉淀后，将量子点分散于溶剂中，得到CsPbBr3量子点溶液；步骤四：将步骤三得到的CsPbBr3量子点溶液滴涂于预先清洗干净的硅衬底上，空气中自然干燥，形成薄膜样品；步骤五：将步骤四得到的薄膜样品置于真空装置中进行加热处理，实现对全无机钙钛矿量子点发光波长进行调控。优选的是，所述的步骤一中PbBr2和十八烯的摩尔比为0.013：1。优选的是，所述的步骤一的混合温度为室温，混合时间为8-12min。优选的是，所述的步骤二中油胺和油酸的体积比为1：1。优选的是，所述的PbBr2和铯前驱体溶液的摩尔比为4：1。优选的是，所述的步骤三的溶剂为甲苯、正己烷或氯仿。优选的是，所述的步骤四的真空装置为杜瓦瓶。优选的是，所述的步骤五的热处理温度为50℃、70℃、90℃、110℃或130℃，加热时间为20min。本专利技术的有益效果本专利技术提供一种调控全无机钙钛矿量子点发光波长的方法，与现有技术相对比，对钙钛矿量子点进行热处理可以改变量子点的尺寸大小，无需在合成时掺杂其它成分，因钙钛矿量子点可通过改变热处理的温度来改变其尺寸，从而实现发光波长的调控。实验结果表明：对CsPbBr3量子点进行热处理后可以改变其尺寸大小，实现发光波长可调。本专利技术的方法可以从小尺寸量子点的发光波长(450-520nm)调谐到其体相材料发光波长(530nm)。该方法简单、易操作，同时还能改善与提高钙钛矿量子点的光学性能，获得的全无机钙钛矿量子点作为荧光粉可用于制备发光二极管，促使钙钛矿量子点成功地应用于固态照明和显示领域。附图说明图1为实施例1步骤三得到的CsPbBr3量子点的投射电子显微镜(TEM)照片；图2为实施例1得到的是在130℃温度下热处理20分钟后的CsPbBr3量子点的TEM照片；图3为实施例1、2、3、4、5制备的不同温度热处理20分钟后的CsPbBr3量子点薄膜样品的XRD谱图；图4为实施例1、2、3、4、5制备的不同温度热处理20分钟后的CsPbBr3量子点薄膜样品的光致发光光谱；图5为实施例11制备的基于CsPbBr3量子点LED在不同工作时间的电致发光光谱。具体实施方式本专利技术提供一种调控全无机钙钛矿量子点发光波长的方法，该方法包括：步骤一：将PbBr2和十八烯混合，得到混合溶液Ⅰ；步骤二：在惰性环境下，向步骤一得到的混合溶液Ⅰ中加入油胺和油酸，得到混合溶液Ⅱ；步骤三：将反应温度升至120-160℃，然后将铯前驱体溶液迅速加入到步骤二得到的混合溶液Ⅱ中，保持此温度5秒钟，然后停止加热并降温，离心、沉淀后，将量子点分散于溶剂中，得到CsPbBr3量子点溶液；步骤四：将步骤三得到的CsPbBr3量子点溶液滴涂于预先清洗干净的硅衬底上，空气中自然干燥，形成薄膜样品；步骤五：将步骤四得到的薄膜样品置于真空装置中进行加热处理，实现对全无机钙钛矿量子点发光波长进行调控。按照本专利技术，在反应容器中加入PbBr2和十八烯混合，得到混合溶液Ⅰ，所述的混合温度优选为室温，混合时间优选为8-12min；所述的PbBr2和十八烯的摩尔比优选为0.013：1。按照本专利技术，将反应容器通入惰性气体，以除去反应容器中残留气体，所述的惰性气体优选为氮气、氖气、氦气或氩气，更优选为氩气，然后向得到的混合溶液Ⅰ中加入油胺和油酸，得到混合溶液Ⅱ；所述的油胺和油酸的体积比优选为1：1。按照本专利技术，将反应温度升至120-160℃并快速注入铯前驱体溶液，保持此温度5秒钟，然后停止加热并降温，离心、沉淀后，优选的是离心速度为5000转/分钟，倒掉上清液，取沉淀物，用甲苯和叔丁醇反复分散、离心2-3次，得到CsPbBr3量子点，将量子点分散于溶剂中，优选的是分散于甲苯、正己烷、氯苯中，更优选的是甲苯，得到CsPbBr3量子点溶液；所述的PbBr2和铯前驱体溶液的摩尔比优选为4：1。按照本专利技术，所述的CsPbBr3量子点为任意尺寸纳米粒子，没有特殊限制，其发光波长可为450-520nm。本专利技术在制备CsPbBr3量子点时，需严格控制反应温度和反应时间，所述的反应温度为120-160℃,若反应温度高于160℃，样品容易出现尺寸分布不均匀以及样品长大的情况，若温度低于120℃，又得不到想要的晶体结构；所述的反应时间为5s，若反应时间超过5s，会出现粒子分布不均匀的情况，而低于5s时会使反应不够完全。按照本专利技术，将得到的CsPbBr3量子点溶液滴涂于预先清洗干净的硅衬底上，空气中自然干燥，形成薄膜样品，再将得到的薄膜样品置于真空装置中进行加热处理，得到热处理后样品，所述的真空装置优选为杜瓦瓶，热处理温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调控全无机钙钛矿量子点发光波长的方法，其特征在于，该方法包括：步骤一：将PbBr

【技术特征摘要】
1.一种调控全无机钙钛矿量子点发光波长的方法，其特征在于，该方法包括：步骤一：将PbBr2和十八烯混合，得到混合溶液Ⅰ；步骤二：在惰性环境下，向步骤一得到的混合溶液Ⅰ中加入油胺和油酸，得到混合溶液Ⅱ；步骤三：将反应温度升至120-160℃，然后将铯前驱体溶液迅速加入到步骤二得到的混合溶液Ⅱ中，保持此温度5秒钟，然后停止加热并降温，离心、沉淀后，将量子点分散于溶剂中，得到CsPbBr3量子点溶液；步骤四：将步骤三得到的CsPbBr3量子点溶液滴涂于预先清洗干净的硅衬底上，空气中自然干燥，形成薄膜样品；步骤五：将步骤四得到的薄膜样品置于真空装置中进行加热处理，实现对全无机钙钛矿量子点发光波长进行调控。2.根据权利要求1所述的一种调控全无机钙钛矿量子点发光波长的方法，其特征在于，所述的步骤一中PbBr2和十八烯的摩尔比为0.013：1。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵家龙，侯学敏，袁曦，李海波，
申请(专利权)人：吉林师范大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22