本发明专利技术涉及一种基于三价铈离子掺杂的全无机钙钛矿半导体纳米晶的制备方法及其产品和应用，属于钙钛矿半导体纳米晶制备技术领域。本发明专利技术的制备方法不仅成功在全无机钙钛矿半导体纳米晶中引入铈离子降低铅含量，成功提升全无机钙钛矿半导体纳米晶的光学性能；同时该全无机钙钛矿半导体纳米晶只需要在常温环境中进行，也为工业生产提供可行性。本发明专利技术还公开了一种基于三价铈离子掺杂的全无机钙钛矿半导体纳米晶，具有缺陷密度低、光学性能好的优点性能，在量子点发光二极管(QLED)中具有良好的应用前景。良好的应用前景。良好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种基于三价铈离子掺杂的全无机钙钛矿半导体纳米晶的制备方法及其产品和应用
[0001]本专利技术属于钙钛矿半导体纳米晶制备
，涉及一种基于三价铈离子掺杂的全无机钙钛矿半导体纳米晶的制备方法及其产品和应用。
技术介绍
[0002]近几年来，由于全无机钙钛矿纳米晶具有带隙可调、发射峰窄以及宽带吸收等光电特性，在各种光电器件领域成为最有潜力的光电器件材料。不过由于全无机钙钛矿纳米晶存在低光致发光产率、较差的稳定性、Pb元素有害环境以及热注入方法制备繁琐等不可避免的问题，使得纳米晶材料探索道路有所阻碍。
[0003]目前，全无机钙钛矿纳米晶的研究集中于表面修饰、离子掺杂等方式改善缺陷态问题，其中离子掺杂被作为降低Pb含量的主要手段之一。近年来，一些研究集中于CsPbX3纳米晶中Pb
2+
位置的替代，利用金属离子Zn
2+
、Cd
2+
、Mn
2+
等取代Pb
2+
位，成功制备了低缺陷密度、高性能的掺杂CsPbBr3纳米晶。然而这些研究涉及的纳米晶涉材料多数需要高温制备。
[0004]而对铈离子掺杂的钙钛矿纳米晶的常温制备方法，还未被报道过，有必要进行进一步的研究。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种基于三价铈离子掺杂的全无机钙钛矿半导体纳米晶的制备方法；本专利技术的目的之二在于提供一种基于三价铈离子掺杂的全无机钙钛矿半导体纳米晶；本专利技术的目的之三在于提供一种基于三价铈离子掺杂的全无机钙钛矿半导体纳米晶在量子点发光二极管(QLED)中的应用。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]1.一种基于三价铈离子掺杂的全无机钙钛矿半导体纳米晶的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0008](1)向溴化铅的甲苯溶液中加入CeBr3的辛酸掺杂溶液，混合后加入乙酸甲脒的辛酸溶液、碳酸铯的辛酸溶液，搅拌混合均匀，加入双十烷基二甲基溴化铵(DDAB)的甲苯溶液，搅拌混合均匀，得到上部溶液；
[0009](2)取所述上部溶液与乙酸乙酯混合，置于离心机中离心，去除上清液后加入甲苯、乙酸乙酯溶解后再次进行离心去除上清液，加入正己烷溶液溶解沉淀，即可得到基于三价铈离子掺杂的全无机钙钛矿半导体纳米晶。
[0010]优选的，步骤(1)中，所述溴化铅的甲苯溶液按照如下方法配置：将溴化铅和四辛基溴化铵(TOAB)加入甲苯中溶解，制备溴化铅的甲苯溶液，所述溴化铅、四辛基溴化铵(TOAB)和甲苯的质量体积比为0.369︰1.0936︰10，g︰g︰mL。
[0011]优选的，步骤(1)中，所述CeBr3的辛酸掺杂溶液中CeBr3与辛酸的质量体积比为0.01～0.04︰1，g︰mL；
[0012]所述乙酸甲脒的辛酸溶液中乙酸甲脒与辛酸的质量体积比为0.0208︰1，g︰mL；
[0013]所述碳酸铯的辛酸溶液中碳酸铯与辛酸的质量体积比为0.0325︰1，g︰mL；
[0014]所述双十烷基二甲基溴化铵(DDAB)的甲苯溶液中双十烷基二甲基溴化铵(DDAB)与甲苯的质量体积比为0.03︰3，g︰mL。
[0015]优选的，步骤(1)中，所述溴化铅的甲苯溶液、CeBr3的辛酸掺杂溶液、乙酸甲脒的辛酸溶液、碳酸铯的辛酸溶液和双十烷基二甲基溴化铵(DDAB)的甲苯溶液的体积比为9︰1︰0.15︰0.85︰3。
[0016]优选的，步骤(2)中，所述上部溶液与乙酸乙酯的体积比为1︰2。
[0017]优选的，步骤(2)中，所述离心具体为：以7000～10000rpm的转速离心3～5min。
[0018]2.根据上述制备方法制备得到的基于三价铈离子掺杂的全无机钙钛矿半导体纳米晶。
[0019]3.上述全无机钙钛矿半导体纳米晶在量子点发光二极管(QLED)中的应用。
[0020]4.一种量子点发光二极管(QLED)的制备方法，所述方法包括如下步骤：
[0021](1)将PEDOT:PSS溶液以2000～4000rpm的速度在经过清洗的ITO玻璃上旋涂30s～1min，在140℃的空气中退火10～15min；
[0022](2)在N2的手套箱中，将8mg/ml的聚[双(4
‑
苯基)(2,4,6
‑
三甲基苯基)胺](PTAA)的氯苯溶液以2000rpm的速度在经过步骤(1)中处理的ITO玻璃表面上旋涂40s；
[0023](3)在N2的手套箱中120℃下退火15min，继续在N2手套箱将上述全无机钙钛矿半导体纳米晶溶液以2000rpm的速度在经过步骤(2)中处理的ITO玻璃表面上旋涂40s，在N2手套箱中60℃下退火10min；
[0024](4)继续通过热蒸发，在经过步骤(3)处理后的ITO玻璃表面上继续依次沉积TPBi作为电子传输层、LiF和Al作为阴极，即可得到量子点发光二极管(QLED)。
[0025]5.根据上述制备方法制备得到的量子点发光二极管(QLED)。
[0026]本专利技术的有益效果在于：
[0027]1、本专利技术公开了一种基于三价铈离子掺杂的全无机钙钛矿半导体纳米晶的制备方法，不仅成功在全无机钙钛矿半导体纳米晶中引入铈离子降低铅含量，成功提升全无机钙钛矿半导体纳米晶的光学性能；同时该全无机钙钛矿半导体纳米晶只需要在常温环境中进行，也为工业生产提供可行性。
[0028]2、本专利技术还公开了一种基于三价铈离子掺杂的全无机钙钛矿半导体纳米晶，具有缺陷密度低、光学性能好的优点性能，在量子点发光二极管(QLED)中具有良好的应用前景，制备得到的量子点发光二极管(QLED)具有亮度高、铅含量低以及发光性能好等的优点。
[0029]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0030]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0031]图1为未掺杂三价铈离子CsPbBr3量子点的透射扫描电子显微镜图；
[0032]图2为实施例1中制备的基于三价铈离子掺杂的全无机钙钛矿半导体纳米晶(CsPbBr3‑
Ce
3+
)的透射扫描电子显微镜图；
[0033]图3为未掺杂三价铈离子CsPbBr3量子点和实施例1中制备的基于三价铈离子掺杂的全无机钙钛矿半导体纳米晶(CsPbBr3‑
Ce
3+
)的光致发光光谱对比图；
[0034]图4为未掺杂三价铈离子CsPbBr3量子点和实施例1中制备的基于三价铈离子掺杂的全无机钙钛矿半导体纳米晶(CsPbBr3‑
Ce
3+
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于三价铈离子掺杂的全无机钙钛矿半导体纳米晶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)向溴化铅的甲苯溶液中加入CeBr3的辛酸掺杂溶液，混合后加入乙酸甲脒的辛酸溶液、碳酸铯的辛酸溶液，搅拌混合均匀，加入双十烷基二甲基溴化铵的甲苯溶液，搅拌混合均匀，得到上部溶液；(2)取所述上部溶液与乙酸乙酯混合，置于离心机中离心，去除上清液后加入甲苯、乙酸乙酯溶解后再次进行离心去除上清液，加入正己烷溶液溶解沉淀，即可得到基于三价铈离子掺杂的全无机钙钛矿半导体纳米晶。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溴化铅的甲苯溶液按照如下方法配置：将溴化铅和四辛基溴化铵加入甲苯中溶解，制备溴化铅的甲苯溶液，所述溴化铅、四辛基溴化铵和甲苯的质量体积比为0.369︰1.0936︰10，g︰g︰mL。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述CeBr3的辛酸掺杂溶液中CeBr3与辛酸的质量体积比为0.01～0.04︰1，g︰mL；所述乙酸甲脒的辛酸溶液中乙酸甲脒与辛酸的质量体积比为0.0208︰1，g︰mL；所述碳酸铯的辛酸溶液中碳酸铯与辛酸的质量体积比为0.0325︰1，g︰mL；所述双十烷基二甲基溴化铵的甲苯溶液中双十烷基二甲基溴化铵与甲苯的质量体积比为0.03︰3，g︰mL。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溴化铅的甲苯溶液、CeBr3的辛酸掺杂溶液、乙酸甲脒的辛酸溶液、碳酸铯的辛酸溶液和双十烷基二甲基溴化铵的甲苯溶液的体积...
【专利技术属性】
技术研发人员：王振，谭星，陈威威，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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