提高APbI3钙钛矿量子点效率的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高APbI3钙钛矿量子点效率的方法，在APbI3量子点的二次提纯的过程中，将不同种类的有机配体加入到提纯溶剂中，通过配体交换策略钝化了表面缺陷的方法。由于二次提纯使配体数目大量缺失，该方法解决了过提纯导致的表面缺陷态增多的问题，提高了辐射复合效率，从而获得了高发光效率的QLED，纯化后的QLED的光致发光量子产率保持在90%以上，外量子效率（EQE）从1%提升到了8%左右。

A Method to Improve the Efficiency of APbI3 Perovskite Quantum Dots

【技术实现步骤摘要】
提高APbI3钙钛矿量子点效率的方法
本专利技术涉及一种提高APbI3钙钛矿量子点效率的方法，属于光电半导体材料及器件领域。
技术介绍
溶液处理的全无机APbX3钙钛矿量子点由于其成本较低、发光效率高、带隙可调、稳定性高等优点，被广泛应用于发光二极管、激光器等领域。但量子点（QLED）的效率仍处于较低的水平，需要进一步改进和提升。目前常用的配体钝化策略虽然能有效提高钙钛矿量子点的效率，但引入的配体会形成一层绝缘层阻止了电荷的注入，通过提纯手段虽然能减少配体含量，但过多配体的流失又会造成缺陷态的明显增加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种提高APbI3钙钛矿量子点效率的方法，通过在二次提纯过程中对量子点进行配体交换，实现了对过提纯导致的表面缺陷态的钝化，从而获得高性能的APbI3钙钛矿QLED。本专利技术可通过如下技术方案实现：一种提高APbI3钙钛矿量子点效率的方法，包括如下步骤：1）向APbI3量子点溶液中加入第一提纯溶剂进行第一次提纯，离心后取得第一沉淀；2）将第一沉淀分散在第一有机溶剂中，加入第二提纯溶剂和配体，再次离心取得第二沉淀；3）将第二沉淀再次分散在第二有机溶剂中，得到提纯后的APbI3量子点。进一步的，步骤1）中，所述的APbI3量子点溶液由高温热注入法获得。进一步的，步骤1）中，APbI3量子点中的A位原子为FA、MA或Cs。进一步的，步骤1）和步骤2）中，第一提纯溶剂和第二提纯溶剂均为乙酸乙酯、乙酸丁酯、异丙醇或苯乙酸甲酯中的任意一种。进一步的，第一提纯溶剂与APbI3量子点溶液的体积比为1:1~20:1；第一提纯溶剂与第二提纯溶剂的体积比为1:1~10:1。进一步的，步骤2）和步骤3）中，第一有机溶剂和第二有机溶剂均为正辛烷、甲苯和正己烷中的任意一种。进一步的，第一有机溶剂与APbI3量子点溶液体积比1:1~1:5，第一有机溶剂与第二有机溶剂的体积比为1:1~1:5。进一步的，步骤2）中，所述的配体为油酸、DDAI、NMAI、PMAI和油胺碘中的任意一种。进一步的，配体与第一次提纯后的APbI3量子点溶液的体积比为1:1~1:5。与现有技术相比，本专利技术的优点是：本专利技术实现了对过提纯导致的表面缺陷态的钝化，有效地减少了激子间的非辐射复合，使得EQE从1%提升到了8%左右，得到了高性能的APbI3钙钛矿QLED。附图说明图1为实施例2制备的QLEDs的EQE曲线。图2为实施例1和实施例3制备的QLEDs的EQE曲线。图3为实施例1和实施例4制备的QLEDs的EQE曲线。图4为实施例1和实施例5制备的QLEDs的EQE曲线。图5为实施例1和实施例3~5制备的量子点的PL曲线。图6为实施例6制备的QLEDs的EQE曲线。具体实施方式以下通过具体实施例和附图对本专利技术作具体的阐述。本专利技术在二次提纯中引入了油酸、十二烷基碘化铵（DDAI）、甲基萘碘化铵（NMAI）、苯甲基碘化铵（PMAI）或油胺碘等配体的方法，钝化了APbI3量子点表面缺陷，有效抑制非辐射复合，得到高性能的钙钛矿量子点，其制备而成的QLEDs具有效率高、稳定性较好等优点，在提高钙钛矿量子点性能方面提供了一种可行的思路。本专利技术所述的提高APbI3钙钛矿量子点效率的方法，其步骤如下：1）将Cs前驱体盐以0.1~0.5mol/L的浓度溶于十八烯中，并加热搅拌使其完全溶解，配成Cs前驱体溶液；2）将PbI2与油胺、油酸和十八烯混合，惰性气氛下，于120~140℃下加热搅拌溶解得到混合溶液；3）继续升温至150～200℃，将铯前驱体溶液快速注入到步骤2）的混合溶液中，反应10~20s后迅速冰浴至室温，得到0.01~0.3mol/lCsPbI3量子点溶液；4）向CsPbI3量子点溶液中加入第一提纯溶剂，离心后取沉淀；5）将步骤4）中的沉淀分散在第一有机溶剂中，再加入第二提纯溶剂，再次离心，取沉淀；6）将步骤5）中得到的沉淀再次分散在第二有机溶剂中，得到提纯后的CsPbI3量子点。实施例11）取1.5g的Cs(st)溶于1.5mL油酸和40mL的十八烯中，加热搅拌使其完全溶解，配成铯前驱体溶液；2）将1mmol溴化铅溶解在2ml油酸（OA）和2ml油胺（OAm）和20mL十八烯混合溶液中，在室温空气中搅拌至完全溶解，得到铅前驱体，反复抽气-充氩气，循环10min，排尽氧气和水，保证反应体系为惰性气氛保护；3）在120℃下加热搅拌，持续加热10min待反应物充分溶解后，升温至180℃；4）取0.55g步骤1）中的铯前驱体溶液，快速注入到混合溶液中，反应15s后迅速冰浴至室温，得到APbI3量子点原液；5）在CsPbI3量子点原液中加入60mL异丙醇，8000r/min离心1min后取沉淀；6）将沉淀溶解在4mL甲苯中，再加入12mL乙酸乙酯，经8000r/min离心1min后取沉淀7）将步骤6）中沉淀溶解在4mL正辛烷中，得到纯化后的CsPbI3量子点溶液。实施例2采用实施例1相同工艺，检验第二次提纯过程中不同提纯溶剂对APbI3量子点的影响，其结果如图1所示。实施例3采用实施例1相同工艺，区别在于在实施例1的步骤6）中再加入1mL油酸，其他条件保持一致。实施例4采用实施例1相同工艺，区别在于在实施例1的步骤6）中再加入1mLPMAI，其他条件保持一致。实施例5采用实施例1相同工艺，区别在于在实施例1的步骤6）中再加入1mL油胺碘，其他条件保持一致。实施例6采用实施例1相同工艺，加入不同量的油胺碘，其EQE结果如图6所示。由图1可以看出，乙酸乙酯作为第二提纯溶剂对量子点是最优的；由图2-4可以看出，在二次提纯的过程中加入配体之后，量子点的发光效率得到了提高。其中，使用油胺碘作为提纯过程中的交换配体可以获得最优性能的APbI3钙钛矿QLED，其效率达到了8%左右。从图5可知，配体的引入导致PL光谱发生了极细微的变化，但峰值仍集中在685nm左右，且加入配体之后PL强度均有明显的增强；如图6所示，加入不同量的油胺碘配体对QLEDs的EQE产生影响，当油胺碘取1ml时，器件的EQE达到最大值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高APbI3钙钛矿量子点效率的方法，其特征在于，包括如下步骤：1）向APbI3量子点溶液中加入第一提纯溶剂进行第一次提纯，离心后取得第一沉淀；2）将第一沉淀分散在第一有机溶剂中，加入第二提纯溶剂和配体，再次离心取得第二沉淀；3）将第二沉淀再次分散在第二有机溶剂中，得到提纯后的APbI3量子点。

【技术特征摘要】
1.一种提高APbI3钙钛矿量子点效率的方法，其特征在于，包括如下步骤：1）向APbI3量子点溶液中加入第一提纯溶剂进行第一次提纯，离心后取得第一沉淀；2）将第一沉淀分散在第一有机溶剂中，加入第二提纯溶剂和配体，再次离心取得第二沉淀；3）将第二沉淀再次分散在第二有机溶剂中，得到提纯后的APbI3量子点。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中，所述的APbI3量子点溶液由高温热注入法获得。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中，APbI3量子点中的A位原子为FA、MA或Cs。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）和步骤2）中，第一提纯溶剂和第二提纯溶剂均为乙酸乙酯、乙酸丁酯、异丙醇或苯乙酸甲酯中的任意一种。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：宋继中，袁诗晨，李金航，许蕾梦，韩博宁，方涛，王田田，赵永丽，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32