一种通过氯掺杂提升CsPbI制造技术

本发明专利技术公开了一种通过氯掺杂提升CsPbI

【技术实现步骤摘要】
一种通过氯掺杂提升CsPbI3量子点LED性能的方法
本专利技术涉及一种通过氯掺杂提升CsPbI3量子点LED性能的方法，属于材料合成

技术介绍
金属卤化物钙钛矿因其较高的能量转换效率和优异的光伏性能，成为了目前的明星材料，但基于该种材料构筑的LED的效率仍有较大的提升空间。钙钛矿量子点LEDs发光光谱窄、色域广、颜色可调、制备成本低，效率高，成为了下一代显示和照明技术的潜在应用技术之一，成为了目前的研究热点。尽管近些年钙钛矿量子点LEDs外量子效率已经取得了较大突破，但是效率距离传统镉基量子点LEDs以及钙钛矿薄膜LEDs依然有一定的差距。量子点由于表面高动态的环境存在大量缺陷，如铅失配、卤素空位等，缺陷的存在会影响量子点器件的性能，导致激子淬灭、器件效率和寿命降低的问题。因此，需要一种简单普适的方法来提升其性能，这也是QLED领域中面临的应用难题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种一种通过氯掺杂提升CsPbI3量子点LED性能的方法，其步骤如下:步骤1：将油酸和十八烯按照1:(10-20)的体积比混合得到第一混合液，向该第一混合液中加入硬脂酸铯粉末后将其置于100-150℃下加热并搅拌0.5-1小时，制得前驱液；步骤2：将PbI2和金属氯盐按照1:(0.1-0.5)的摩尔比混合后溶于有机溶剂制得第二混合液，将第二混合液和表面剂按照(10-20)：1的体积比混合均匀形成反应溶剂；步骤3：将步骤2制得的反应溶剂置于100-120℃加热，以脱气10-20分钟，然后将其在氩气保护下继续加热10-20分钟至温度升至170-180℃；步骤4：向步骤3中处理后的反应溶剂中注入前驱液，待反应5-15s后得到第三混合液，用冰水浴冷却该第三混合液后，向其内加入絮凝剂，离心处理后去除上清液，将沉淀分散于有机溶剂中，即制得氯掺杂CsPbI3量子点。进一步的，步骤1中所述油酸和十八烯按照1:20的体积比混合。进一步的，步骤1中所述搅拌速度为500-1000r/min。进一步的，步骤2中所述PbI2和金属氯盐按照1:0.2的摩尔比混合。进一步的，步骤2中所述金属氯盐为氯化铵、氯化钠、氯化铅或氯化铯。进一步的，步骤2中所述有机溶剂为二甲基亚砜或/和N,N-二甲基甲酰胺。进一步的，步骤2中所述表面剂为油胺和/或油酸。进一步的，步骤4中所采用絮凝剂为甲醇、异丙醇、丙酮、正丁醇或叔丁醇。进一步的，步骤4中所述分散用的有机溶剂为正己烷、正辛烷或甲苯。工作原理：本专利技术基于热注入法制备钙钛矿量子点的过程中掺杂一定量的金属氯盐，能够有效钝化量子点表面缺陷以提升性能的特点，达到构筑量子点LED的效率得到大幅度提升的目的。有益效果：本专利技术使用的氯掺杂方法，简单易操作，具有普适性；本专利技术使用的氯掺杂方法可以有效钝化量子点表面缺陷，可以有效提升量子点LED的性能。附图说明图1是本专利技术实施例1中制得的氯掺杂CsPbI3量子点的TEM透射图，图2为本专利技术实施例1中制得的氯掺杂CsPbI3量子点构筑的发光二极管器件结构示意图，图3为本专利技术实施例2中制得的氯掺杂CsPbI3量子点构筑的发光二极管的电致发光图，图4为本专利技术实施例3中制得的氯掺杂CsPbI3量子点构筑的发光二极管的外量子效率图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。实施例1本实施例通过氯掺杂提升CsPbI3量子点LED性能的方法，具体实验步骤如下：步骤1：取2.5g的硬脂酸铯粉末溶解到2ml油酸和40ml十八烯的混合溶液中，在150℃下搅拌加热0.5小时，得到前驱液；步骤2：取0.25gPbI2和0.03gPbCl2溶解在20ml十八烯中，并加入1.5mL油胺和2mL油酸，混合均匀形成反应溶剂；步骤3：将反应溶剂装入三口烧瓶中，在120℃加热脱气10-20分钟，并在氩气下加热10-20分钟到180℃；步骤4：快速注入一定量前驱体溶液。反应15s后，用冰水浴冷却反应混合物，加入异丙醇清洗，并离心处理，去除上清液，将沉淀再分散在正辛烷中，即制得氯掺杂CsPbI3量子点，其透射电镜图如图1所示，利用该量子点构筑的LED结构如图2所示。实施例2除以下区别外，其余步骤与实施例1类似，区别在于，将实施例1步骤2中PbCl2替换成相同摩尔质量的NaCl2，将制得的氯掺杂CsPbI3量子点构筑量子点发光二极管，器件的电致发光图谱如图3所示，通过氯的掺杂，光致发光光谱发生了蓝移，证明氯成功掺杂进量子点中。实施例3除以下区别外，其余步骤与实施例1类似，区别在于，将实施例1步骤2中PbCl2替换成相同摩尔质量的NH4Cl2，将制得的氯掺杂CsPbI3量子点构筑量子点发光二极管，器件效率提升如图4所示，通过氯的掺杂，外量子效率得到了明显的提高，从8％左右提升至15％左右，说明器件性能得到大幅度提升。实施例4除以下区别外，其余步骤与实施例1类似，区别在于，将实施例1步骤4中分散用的有机溶剂换成正己烷，其他条件一致，制得氯掺杂CsPbI3量子点。本专利技术通过掺杂一定量的金属氯盐，有效钝化量子点表面缺陷，抑制非辐射复合，从而提升器件性能。通过氯掺杂，CsPbI3量子点LED的外量子效率可从8％左右提升至15％左右。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过氯掺杂提升CsPbI

【技术特征摘要】
1.一种通过氯掺杂提升CsPbI3量子点LED性能的方法，其特征在于，其步骤如下:
步骤1：将油酸和十八烯按照1:(10-20)的体积比混合得到第一混合液，向该第一混合液中加入硬脂酸铯粉末后将其置于100-150℃下加热并搅拌0.5-1小时，制得前驱液；
步骤2：将PbI2和金属氯盐按照1:(0.1-0.5)的摩尔比混合后溶于有机溶剂制得第二混合液，将第二混合液和表面剂按照(10-20)：1的体积比混合均匀形成反应溶剂；
步骤3：将步骤2制得的反应溶剂置于100-120℃加热，以脱气10-20分钟，然后将其在氩气保护下继续加热10-20分钟至温度升至170-180℃；
步骤4：向步骤3中处理后的反应溶剂中注入前驱液，待反应5-15s后得到第三混合液，用冰水浴冷却该第三混合液后，向其内加入絮凝剂，离心处理后去除上清液，将沉淀分散于有机溶剂中，即制得氯掺杂CsPbI3量子点。


2.如权利要求1所述的一种通过氯掺杂提升CsPbI3量子点LED性能的方法，其特征在于，步骤1中所述油酸和十八烯按照1:20的体积比混合。


3.如权利要求1所述的一种通过氯掺杂提升CsPbI3量子点LED性能...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈嘉伟，曾海波，李晓明，宋继中，魏昌庭，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32