一种钙钛矿量子点复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种钙钛矿量子点复合材料及其制备方法和应用，所述钙钛矿量子点复合微粒包括包覆材料和钙钛矿量子点微粒；所述包覆材料包覆所述钙钛矿量子点复合微粒；所述包覆材料包括具有高水氧阻隔率的聚合物；所述钙钛矿量子点复合微粒包括钙钛矿量子点。本发明专利技术通过喷雾干燥的方法对钙钛矿量子点进行原位包覆，避免了传统液相包覆方法中对量子点材料的破坏作用，提高了钙钛矿量子点复合材料的应用范围；制备工艺简单，设备成本低，可重复性高，适合工业大规模生产和推广。适合工业大规模生产和推广。适合工业大规模生产和推广。

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿量子点复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及显示
，特别涉及一种钙钛矿量子点复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]量子点材料是三维尺寸均在纳米尺度的半导体纳米晶体，在受到光电刺激时根据其组分和尺寸不同会发出不同颜色的光。由于量子点可作为纯净的光源，可大幅提升显示器件的显示色域，因而成为新型显示技术发展趋势，并已成功实现商业化。三星、TCL、海信等显示厂商均推出了搭载量子点材料的高端电视产品。常见的量子点材料包括II
‑
VI族的镉系量子点、III
‑
V族的磷化铟量子点，其合成需要复杂的高温化学反应，并产生大量废液，材料成本非常高。钙钛矿量子点材料是一种新型的半导体发光材料，具有媲美传统量子点的光学性能，而且其制备工艺非常简单，使其成为发光应用的候选材料体系之一。
[0003]目前，基于钙钛矿量子点原位制备的发光薄膜已经成功应用于液晶电视的背光之中，可有效的将显示色域提升至105％NTSC，成功实现了商业化应用。然而，由于研究起步较晚，钙钛矿量子点材料距离实现超越其他量子点材料还有一个关键问题需要解决，即量子点材料需在实际工况条件下的信赖性满足工业化应用的要求，然而由于钙钛矿量子点在实际应用中的稳定性会逐渐降低，限制了其应用，未能满足上述要求。其中，造成钙钛矿量子点稳定性下降的最主要原因是工作环境中的水氧侵入，导致量子点发生荧光淬灭，这也是所有量子点材料均面临的挑战之一。目前的解决方案是制备量子点与聚合物的复合薄膜，并且在复合薄膜两侧均添加一层具有高水氧阻隔率的阻隔膜，形成三明治的保护结构，工艺变得更加复杂，成本变得更加高昂。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种钙钛矿量子点复合材料的原位包覆技术。该技术通过采用多喷头喷雾干燥设备进行同步喷雾干燥制备钙钛矿量子点微粒，与传统的液相法溶液包覆和原子层沉积包覆相比，该工艺流程更加简单，连续，稳定。在钙钛矿量子点微粒的制备过程中，原位包覆一层具有优良水氧阻隔性的聚合物保护层，阻碍水氧的侵入，从而提升钙钛矿量子点微粒的稳定性。避免了传统液相法溶液包覆方法中使用大量有机溶剂对量子点材料的破坏作用和繁复的清洗环节，克服了因聚合物粘结聚集导致的原子层沉积包覆不完全的问题。
[0005]主喷头设置在干燥罐体顶部的圆心处，其他喷头设置在干燥罐体低于主喷头的侧壁上。主喷头雾化的钙钛矿量子点/聚合物微液滴优先接触热风，进行初步干燥成型，再与其他包覆喷头雾化的包覆材料液滴进行接触，实现钙钛矿量子点/聚合物微粒表面的有效包覆。主喷头雾化的微液滴须优先干燥，再接触包覆喷头雾化的微液滴，以保证钙钛矿量子点复合材料与包覆材料呈核壳结构。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供了一种钙钛矿量子点复合材料的制备方法。
[0007]一种钙钛矿量子点复合材料的制备方法，将含有包覆材料的溶液II雾化，喷涂于钙钛矿量子点复合微粒，干燥、反应，在钙钛矿量子点复合微粒表面形成包覆层，得到所述钙钛矿量子点复合材料。
[0008]可选地，所述制备方法包括：
[0009](1)将含有钙钛矿量子点前驱体和聚合物的溶液I雾化干燥，得到钙钛矿量子点复合微粒。
[0010](2)将含有包覆材料的溶液II雾化，喷涂于所述钙钛矿量子点复合微粒表面，干燥、反应，在钙钛矿量子点复合微粒表面形成包覆层，得到所述钙钛矿量子点复合材料。
[0011]可选地，所述钙钛矿量子点前驱体包括第一前驱体、第二前驱体和化合物c。
[0012]可选地，所述含有钙钛矿量子点前驱体和聚合物的溶液I雾化后通过50～200℃的热风干燥，得到钙钛矿量子点复合微粒。
[0013]所述第一前驱体的化学式如式III所示：
[0014]AX式III。
[0015]其中，A选自NH2CHNH
2+
、CH3NH
3+
、Cs
+
、Rb
+
、Ag
+
中的至少一种。
[0016]X选自卤族元素的阴离子中的至少一种。
[0017]所述第二前驱体的化学式如式V所示：
[0018]BX
t
式V。
[0019]其中，B选自Pb
2+
、Cd
2+
、Mn
2+
、Zn
2+
、Sn
2+
、Ge
2+
、Bi
3+
、In
3+
中的至少一种。
[0020]t＝2～3。
[0021]所述化合物c选自油酸、油胺、油酸溴、辛氨溴的至少一种。
[0022]可选地，所述聚合物选自聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、醋酸纤维素、氰基纤维素、聚砜、芳香聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
[0023]可选地，在所述钙钛矿复合微粒中，所述聚合物包覆所述钙钛矿量子点。
[0024]可选地，所述量子点前驱体与所述聚合物的质量比为1:5～500。
[0025]可选地，所述量子点前驱体与所述聚合物的质量比为1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18、1:19、1:20、1:30、1:40、1:50、1:60、1:70、1:80、1:90、1:100、1:110、1:120、1:130、1:140、1:150、1:160、1:170、1:180、1:190、1:200、1:300、1:400、1:500或其中任意两个比值之间的任一点比值。
[0026]可选地，所述量子点前驱体与所述聚合物的质量比为1:10～50。
[0027]可选地，所述量子点前驱体与所述聚合物的质量比为1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18、1:19、1:20、1:21、1:22、1:23、1:24、1:25、1:26、1:27、1:28、1:29、1:30、1:31、1:32、1:33、1:34、1:35、1:36、1:37、1:38、1:39、1:40、1:41、1:42、1:43、1:44、1:45、1:46、1:47、1:48、1:49或1:50。
[0028]可选地，所述溶液I中还包括溶剂I。所述溶剂I为有机溶剂。
[0029]可选地，所述有机溶剂选自N，N二甲基酰胺、二甲基亚砜、正己烷、十八烯、三甲基磷酸酯、磷酸三乙酯、N
‑
甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺中的至少一种。
[0030]可选地，所述钛矿量子点前驱体在溶液I的浓度为0.0001～0.01。
[0031]可选地，在所述钙钛矿量子点复合微粒中，所述钙钛矿量子点和所述聚合物的质
量比0.1％～50％。
[0032]可选地，所述聚合物与所述溶剂I本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿量子点复合材料的制备方法，其特征在于，将含有包覆材料的溶液II雾化，喷涂于钙钛矿量子点复合微粒表面，干燥、反应，在钙钛矿量子点复合微粒表面形成包覆层，得到所述钙钛矿量子点复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括：(1)将含有钙钛矿量子点前驱体和聚合物的溶液I雾化干燥，得到钙钛矿量子点复合微粒；(2)将含有包覆材料的溶液II雾化，喷涂于所述钙钛矿量子点复合微粒表面，干燥、反应，在钙钛矿量子点复合微粒表面形成包覆层，得到所述钙钛矿量子点复合材料；优选地，所述含有钙钛矿量子点前驱体和聚合物的溶液I雾化后通过50～200℃的热风干燥，得到钙钛矿量子点复合微粒；优选地，所述钙钛矿量子点前驱体包括第一前驱体、第二前驱体和化合物c；所述第一前驱体的化学式如式III所示：AX
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式III；其中，A选自NH2CHNH
2+
、CH3NH
3+
、Cs
+
、Rb
+
、Ag
+
中的至少一种；X选自卤族元素的阴离子中的至少一种；所述第二前驱体的化学式如式V所示：BX
t
式V；其中，B选自Pb
2+
、Cd
2+
、Mn
2+
、Zn
2+
、Sn
2+
、Ge
2+
、Bi
3+
、In
3+
中的至少一种；t＝2～3；所述化合物c选自油酸、油胺、油酸溴、辛氨溴的至少一种；优选地，所述聚合物选自聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、醋酸纤维素、氰基纤维素、聚砜、芳香聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶液I中还包括溶剂I；所述溶剂I为有机溶剂；优选地，所述有机溶剂选自N，N二甲基酰胺、二甲基亚砜、正己烷、十八烯、三甲基磷酸酯、磷酸三乙酯、N
‑
甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺中的至少一种；优选地，在所述钙钛矿量子点复合微粒中，所述钙钛矿量子点和所述聚合物的质量比0.1％～50％；优选地，所述溶剂I与所述聚合物的质量比为2～200:1；优选地，所述溶液II中还包括溶剂II；所述溶剂II选自四氢呋喃、乙酸戊酯、甲苯、丙酮中的至少一种；优选地，所述包覆材料与有机溶剂II的质量比为1：5～100；优选地，所述溶液I与溶液II的进料速...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩登宝，李飞，景宇宇，钟海政，
申请(专利权)人：致晶科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：