【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钙钛矿–聚合物复合材料
本专利技术是关于一种钙钛矿–聚合物复合薄膜材料、其中间体和制造该薄膜的方法。该薄膜可用于光电应用领域。
技术介绍
在本说明书中列出或讨论先前公布的文件不应被视为承认该文件是现有技术的一部分或是公知常识。金属卤化物钙钛矿在光伏和电致发光装置中具有丰富的光物理学性能和显著的潜力。特别是，卤化铅钙钛矿半导体显现出有益的性质，例如可以容易地调谐以在整个可见光谱中发射的窄发射线宽和光学能隙。这些特性使钙钛矿在电致发光装置和光致发光下转换显示器中提供出色的色彩重现。虽然需要进一步开发以改善电致发光装置中钙钛矿的操作稳定性，但钙钛矿对光激发的更好耐受性使得它们在光致发光下转换显示器中的近期效用成为可能。常规下，下转换薄膜的制造是关于将预形成的钙钛矿或其前体与透明聚合物掺合，其中聚合物用作保护性包封基质(G.Li等人，纳米通讯2015，15，2640；M.V.Kovalenko等人，纳米通讯2015，15，3692；Q.Zhou等人，先进材料2016，28，9163；Y.Wang等人，先进材料2016...
【技术保护点】
1.一种聚合物薄膜，其包含：/n一聚合物基质材料；/n多个钙钛矿纳米晶体及/或钙钛矿纳米晶体的聚集体，系分散在整个该聚合物基质材料中，该纳米晶体及/或聚集体的钙钛矿材料具有化学式I：/nAPbX
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180313 US 62/642,1571.一种聚合物薄膜，其包含：
一聚合物基质材料；
多个钙钛矿纳米晶体及/或钙钛矿纳米晶体的聚集体，系分散在整个该聚合物基质材料中，该纳米晶体及/或聚集体的钙钛矿材料具有化学式I：
APbX3I，
其中：
X是选自一种或多种Br、Cl、I中的卤素阴离子；
A是选自一种或多种Cs、烷基铵离子和甲脒离子中的一价阳离子；以及
每个该钙钛矿纳米晶体及/或钙钛矿纳米晶体的聚集体系借由大于或等于20nm的平均距离与该钙钛矿纳米晶体及/或钙钛矿纳米晶体的聚集体彼此分离。
2.如申请专利范围第1项之薄膜，其中该聚合物基质材料系从含有一乙烯基的一单体中形成，其中含有一乙烯基的该单体可任选为苯乙烯及/或丙烯酸酯(例如一种或多种甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸月桂酯及/或异冰片丙烯酸酯)。
3.如申请专利范围第2项之薄膜，其中该聚合物基质材料还包含一交联基团。
4.如申请专利范围第3项之薄膜，其中该交联基团系衍生自包含2至5个，例如2至3个乙烯基的一交联剂，其中该交联基团可任选衍生自一种或多种选自聚(丙二醇)二丙烯酸酯、双酚A二丙烯酸酯、双酚A二乙氧基化二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊二醇丙氧基二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、胺甲酸乙酯二丙烯酸酯和三环[5.2.1.0]癸二甲醇二丙烯酸酯中的基团。
5.如前述申请专利范围中的任一项所述之薄膜，其中该薄膜包含：
(a)0.05至50wt％的该多个钙钛矿颗粒及/或钙钛矿聚集体和50至99.95wt％的该聚合物基质材料；以及/或
(b)该多个钙钛矿颗粒与该聚合物基质材料的重量/重量比为0.0002:1至1:1，例如0.0005:1至0.5:1，例如0.001:1至0.1:1，例如0.1:1至1:1。
6.如申请专利范围第5项之薄膜，其中：
(a)该多个钙钛矿颗粒及/或钙钛矿聚集体的含量为该薄膜总重量的0.05-1wt％或该薄膜总重量的30-50wt％；以及/或
(b)相对于该聚合物基质材料的重量，该多个钙钛矿颗粒及/或钙钛矿聚集体的存在量为0.0002:1至0.01:1或0.1:1至1:1的重量比。
7.如前述申请专利范围中的任一项之薄膜，其中：
每个该纳米晶体具有2至100nm的长度，例如5至50nm，例如10至20nm；以及/或
每个该钙钛矿纳米晶体的聚集体具有50至5,000nm的直径，例如100至1,000nm；以及/或
每个该钙钛矿纳米晶体及/或钙钛矿纳米晶体的聚集体系借由20至2000nm，例如50至500nm，例如100至200nm的平均距离与该钙钛矿纳米晶体及/或钙钛矿纳米晶体的聚集体彼此分离。
8.如申请专利范围第3项至第7项中的任一项之薄膜，其中交联的该聚合物基质材料包含单体重复单元与交联单元从0.02:1至50:1的wt:wt比，例如0.1:1至10:1，例如0.2:1至5:1，例如从0.5:1到2:1。
9.一种钙钛矿聚合物树脂组合物，其包含：
多个钙钛矿纳米晶体及/或钙钛矿纳米晶体的聚集体，该纳米晶体及/或聚集体的钙钛矿材料具有化学式I：
APbX3I，
一聚合混合物，包含一单体和任选的一种或多种衍生自该单体的低聚物和聚合物；
一交联剂；以及
任选的光引发剂，其中：
X是选自一种或多种Br、Cl、I中的卤素阴离子；
A是选自一种或多种Cs、烷基铵离子和甲脒离子中的一价阳离子。
10.如申请专利范围第9项之树脂，其中该聚合混合物包含含有一乙烯基的一单体，以及该任选的低聚物及/或聚合物系衍生自该单体，其中含有一乙烯基的该单体可任选为苯乙烯及/或丙烯酸酯(例如一种或多种甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸月桂酯及/或异冰片丙烯酸酯)。
11.如申请专利范围第10项之树脂，其中该交联剂包含2至5个，例如2至3个乙烯基，其中该交联基团可任选衍生自一种或多种选自聚(丙二醇)二丙烯酸酯、双酚A二丙烯酸酯、双酚A二乙氧基化二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊二醇丙氧基二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、胺甲酸乙酯二丙烯酸酯和三环[5.2.1.0]癸二甲醇二丙烯酸酯中的基团。
12.如申请专利范围第9项至第11项中的任一项之树脂，其中该树脂系选自下列物质，其含有：
(a)0.05至50wt％的该多个钙钛矿纳米晶体及/或钙钛矿纳米晶体的聚集体；
2至99.95wt％的该聚合混合物；
2至99.95wt％的该交联剂；以及
0至2.5wt％的该光引发剂，
(b)0.1至50wt％的该多个钙钛矿纳米晶体及/或钙钛矿纳米晶体的聚集体；
40至70wt％的该聚合混合物；
10至45wt％的该交联剂；以及
0至2.5wt％的该光引发剂；
(c)0.1至1wt％的该多个钙钛矿纳米晶体及/或钙钛矿纳米晶体的聚集体；
55至70wt％的该聚合混合物；
25至45wt％的该交联剂；以及
0至2.5wt％的该光引发剂；或是
(d)30至50wt％的该多个钙钛矿纳米晶体及/或钙钛矿纳米晶体的聚集体；
20至50wt％的该聚合混合物；
20至40wt％的该交联剂；以及
0至2.5wt％的该光引发剂。
13.如申请专利范围第9项至第12项中的任一项之树脂，其中：
(a)该多个钙钛矿纳米晶体及/或钙钛矿纳米晶体的聚集体与该聚合混合物和该交联剂的重量之和的重量/重量比为0.0002:1至1:1，例如0.0005:1至0.5:1，例如0.001:1至0.1:1，例如0.1:1至1:1；以及/或
(b)该光引发剂与该聚合混合物和该交联剂的重量之和的重量/重量比为0.001:1至0.03:1。
14.如申请专利范围第9项至第13项中的任一项之树脂，其中：
每个该纳米晶体具有2至100nm的长度，例如5至50nm，例如10至20nm；以及/或
每个该钙钛矿纳米晶体的聚集体具有50至5,000nm的直径，例如100至1,000nm。
15.如申请专利范围第9项至第14项中的任一项之树脂，其中该聚合混合物与该交联剂的wt:wt比为0.02:1至50:1，例如0.1:1至10:1，例如0.2:1至5:1，例如0.5:1至2:1。
16.一种钙钛矿–聚合物树脂组合物，其包含：
一种钙钛矿–聚合物复合材料，其含有：
多个钙钛矿纳米晶体及/或钙钛矿纳米晶体的聚集体，该纳米晶体及/或聚集体的钙钛矿材料具有化学式I：
APbX3I；以及
一种聚合物壳材料，系围绕每个该钙钛矿纳米晶体及/或每个该钙钛矿纳米晶体的聚集体；
一种交联剂；
一种光引发剂；以及
可任选一种聚合混合物，其包含一单体和任选的一种或多种衍生自该单体的低聚物和聚合物；其中
X是...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈致匡，翁英杰，黄竣德，李贝叶，
申请(专利权)人：新加坡国立大学，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG
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