一种高稳定性锡基钙钛矿的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高稳定性锡基钙钛矿的制备方法，属于低维有机无机钙钛矿发光领域，解决了钙钛矿材料的稳定性问题。本文通过降温结晶法制备了的(4

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定性锡基钙钛矿的制备方法
[0001]
本专利技术属于低维有机无机无铅钙钛矿发光领域，涉及一种高稳定性无铅锡基黄 光钙钛矿的制备方法。
[0002]
技术介绍
近年来，钙钛矿材料由于其高吸收系数、高载流子迁移率、高荧光量子产率的 优点被广泛应用于光电领域中(如太阳能电池、发光二极管等)，然而铅的毒性和铅系钙钛 矿的低稳定性阻碍了它的进一步发展。因为锡(Sn
2+
)与铅(Pb
2+
)具有类似的电子结构，所 以锡被认为是铅良好的替代品。但在空气环境中Sn
2+
容易氧化为Sn
4+
，因此制备无毒、稳定 的钙钛矿材料是极具意义的。本专利技术制备的零维锡基钙钛矿，得益于Sn
4+
稳定的价态和较少 的缺陷态密度，该材料在空气环境中展现了有优异的稳定性，这为合成无毒稳定的荧光钙钛 矿提供了一条有效途径，同时促进了有机无机钙钛矿材料的实际应用。
[0003]
技术实现思路
本专利技术以4
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氨基苯乙胺(4
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APEA)和氧化亚锡为原料通过在氢溴酸中降温结 晶法制备了零维钙钛矿((4
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APEA)2SnBr6)。该钙钛矿材料在365nm激发光下产生黄色荧光， 并具有较高的荧光量子产率(27％)，通过光谱分析明确荧光发射来源于自捕获激子(STE)。 通过在反应过程中添加次磷酸去除反应过程中的溴，使钙钛矿材料中的缺陷态密度降低，提 高了材料的光学性质与稳定性。得益于Sn
4+
稳定的价态和较少的缺陷态密度，该材料在空气 环境中展现了有优异的稳定性，在紫外光(UV)照射2000小时后仍能保持初始光致发光量 子产率的90％。本专利技术不仅探索了稳定性影响的机理，而且还为高稳定性的无铅钙钛矿材料 的制备提供了一条新途径，促进了钙钛矿材料的实际应用。
[0004]本专利技术所得产品的性能及结构如下：
[0005]1.图1，分子的化学结构及其相应的钙钛矿:(a)，(4
‑
APEA)2SnBr6的晶体结构Sn(蓝色球)、 Br(粉色球)、C(棕色球)、H(灰色求)和N(绿色球)。(b)，4
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APEA及Sn
‑
Br八面体结 构。
[0006]2.图2，钙钛矿晶体的光学性质：(a)，钙钛矿材料(4
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APEA)2SnBr6的荧光光谱(红线)和激发 光谱(蓝线)。(b)，(4
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APEA)2SnBr6的CIE坐标图。(c)，(4
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APEA)2SnBr6的时间分辨荧光衰 减曲线。(d)，(4
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APEA)2SnBr6的激发功率相关的荧光强度。(e)，(4
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APEA)2SnBr6的温度依赖 荧光光谱。(f)，(4
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APEA)2SnBr6温度与半峰宽的关系曲线。
[0007]3.图3，(a)，钙钛矿的稳定性对比图。(b)，(4
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APEA)2SnBr6照射2000小时后光谱对比图。(c)， (4
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APEA)2SnBr6UV照射2000小时后XRD对比图。(d)，(4
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APEA)2SnBr6的高温温度依赖荧 光光谱。
附图说明：
[0008]1.图1见说明书附图1。
[0009]2.图2见说明书附图2。
[0010]3.图3见说明书附图3。
[0011]本专利技术的优点和积极效果专利技术以4
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氨基苯乙胺(4
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APEA)和氧化亚锡为原料成功制备 了高稳定性无铅锡基黄光钙钛矿，得益于Sn
4+
稳定的价态和较少的缺陷态密度，该材料在空 气环境中展现了有优异的稳定性，在紫外光(UV)照射2000小时后仍能保持初始光
致发光 量子产率的90％。本专利技术不仅探索了稳定性影响的机理，而且还为高稳定性的无铅钙钛矿材 料的制备提供了一条新途径，促进了钙钛矿材料的实际应用。应明确的是，本专利技术的权利要 求在限定范围内，可进行各种变动和改动。
具体实施方式
[0012]下列合成实例可用来进一步说明本专利技术，但不意味着限制本专利技术。
[0013]合成实例
[0014](1)冷却结晶法合成钙钛矿晶体：
[0015]0.4mmol 4
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氨基苯乙胺和0.8mmol SnO加入到由1.5ml HBr和0.5ml H3PO2组成的混合 溶液中。在120℃温度下加热搅拌4小时得到无色透明液体，然后以5℃/h的速度冷却至室温。 块状晶体会在小瓶底部生长。
[0016](2)钙钛矿的表征：
[0017]在Bruker D8 Venture上，采用反射和辐照， 在室温下进行单晶X射线衍射实验。所有结构均采用SHELXT包的SHELXS程序求解，并 采用SHELXL全矩阵最小二乘方法细化。用Agilent Technologies Inc.cary5000测定紫外
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可见 吸收。使用Ocean Optics spectrometer(QEPro)光谱仪测量PL光谱和PLQY。采用带通滤波器 (FWHM＝10nm)的365nm LED灯作为激励源。利用飞秒脉冲激光(NPI laser,Spectra
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Physics, 80MHz,60fs)通过双频晶体，输出400nm，记录功率依赖性的PL强度。使用EdinburghFLS1000测量荧光寿命，用375nm皮秒激光器作为激发光源。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高稳定性锡基钙钛矿的制备方法，其特征在于，具体操作步骤为：1)将摩尔比为2:1的4
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氨基苯乙胺和氧化亚锡加入到氢溴酸中，在120℃条件下加热4小时生成透明溶液，以10℃/h的速度缓慢降温得到钙钛矿。2)将得到的晶体用乙醇清洗、烘干，并进行光致发光光谱、光致发光量子效率和单晶结构的测定。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢军，张明明，陈谦，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：