一种钙钛矿量子点及其制备方法技术

本发明专利技术涉及量子点材料技术领域，尤其是涉及一种钙钛矿量子点及其制备方法。本发明专利技术的一种钙钛矿量子点，主要由稀土材料掺杂钙钛矿纳米晶得到；所述稀土材料包括LnX3，Ln选自Yb、Ce、Eu、Pr、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er和Tm中的一种或多种，X选自Cl、Br、I和CH3COO中的一种或多种；所述钙钛矿纳米晶为ABX3，A包括Cs、CH3NH3和CH(NH2)2中的一种或多种，B包括Pb和/或Sn，X包括Cl、Br、I和CH3COO中的一种或多种。本发明专利技术通过上述稀土材料的掺杂，延长了钙钛矿量子点的斯托克位移。的斯托克位移。的斯托克位移。

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿量子点及其制备方法


[0001]本专利技术涉及量子点材料
，尤其是涉及一种钙钛矿量子点及其制备方法。

技术介绍

[0002]量子点(quantum dot)是在把激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。有时被称为“人造原子”或“量子点原子”。量子点是一种纳米级别的半导体，通过对这种纳米半导体材料施加一定的电场或光压，它们便会发出特定频率的光。
[0003]量子点是一种很好的下转换材料，能够吸收短波发出长波。根据太阳能电池短波段(<500nm)具有较差的EQE，而长波段(500～1000nm)具有较高的EQE，因此，利用量子点吸收短波发出长波的特性，就可以提高太阳能电池的效率。量子点往往表现为吸收带边与发射峰位重合的现象，因此就存在量子点自吸收的行为，对太阳能电池效率提升大打折扣，研究表明吸收带边与发射峰的距离越大，对太阳能电池的性能提升越大。所谓吸收带边与发射峰的距离就称为斯托克位移，延长斯托克位移成为提升太阳能电池性能的一个重要因素
[0004]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一目的在于提供一种钙钛矿量子点，通过稀土材料的掺杂，将发光和吸收两个过程拆分开来分别调控，延长了钙钛矿量子点的斯托克位移。
[0006]本专利技术的第二目的在于提供一种如上所述的钙钛矿量子点的制备方法，该方法步骤简单。
[0007]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种钙钛矿量子点，主要由稀土材料掺杂钙钛矿纳米晶得到；
[0009]所述稀土材料包括LnX3，Ln选自Yb、Ce、Eu、Pr、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er和Tm中的一种或多种，X选自Cl、Br、I和CH3COO中的一种或多种；
[0010]所述钙钛矿纳米晶为ABX3，A包括Cs、CH3NH3和CH(NH2)2中的一种或多种，B包括Pb和/或Sn，X包括Cl、Br、I和CH3COO中的一种或多种。
[0011]进一步地，所述钙钛矿量子点中，稀土材料的质量百分数为1％～20％。
[0012]进一步地，所述钙钛矿量子点的发光波长为400～1000nm。
[0013]进一步地，所述钙钛矿量子点的吸收带边为400～720nm。
[0014]进一步地，所述钙钛矿量子点的粒径为5～50nm。
[0015]本专利技术还提供了如上所述的钙钛矿量子点的制备方法，包括如下步骤：
[0016]将A源、稀土材料、BX2和长链配体的混合物在冰水浴中冷却，得到所述钙钛矿量子点。
[0017]进一步地，所述A源包括Cs2CO3、甲胺和甲脒中的一种或多种；
[0018]所述BX2包括PbCl2、PbBr2、PbI2、Pb(CH3COO)2、SnCl2、SnBr2、SnI2和Sn(CH3COO)2中的一种或多种；
[0019]所述长链配体包括油酸、油胺和十八烯中的一种或多种。
[0020]进一步地，所述钙钛矿量子点的制备方法，包括如下步骤：
[0021](A)将所述稀土材料、所述BX2和所述长链配体混合后，得到混合液I；
[0022](B)将所述A源和所述长链配体混合后，得到混合液II；
[0023](C)将所述混合液II加入到所述混合液I后，放入冰水浴中冷却，得到所述钙钛矿量子点。
[0024]进一步地，步骤(A)中，所述混合液I中，稀土材料的浓度为0.01～0.06mol/L，BX2的浓度为0.01～0.1mol/L。
[0025]优选地，所述混合的温度为150～240℃。
[0026]进一步地，步骤(B)中，所述混合液II中，A源的浓度为0.001～0.1g/mL。
[0027]优选地，所述混合的温度为100～200℃。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0029]本专利技术采用稀土材料掺杂钙钛矿纳米晶的方法来延长钙钛矿量子点的斯托克位移。将钙钛矿量子点的吸收和发光两个过程分拆开来，分别单独进行调控。稀土材料中含有稀土元素，以及卤素和CH3COO。用稀土材料掺杂钙钛矿量子点，实现钙钛矿量子点吸收，稀土材料发光；稀土材料的发光与稀土元素的电子轨道相关，通过不同的元素掺杂，可以实现400～1000nm的发光。通过稀土材料中卤素和CH3COO的掺杂，来改变钙钛矿量子点的带隙，从而调控吸收带边，可以实现400～720nm范围内的调控。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本专利技术的实施例1的YbCl3掺杂CsPbCl3量子点的荧光光谱。
[0032]图2为本专利技术的实施例2的YbCl3掺杂CsPbBr
1.5
Cl
1.5
量子点的吸收光谱。
[0033]图3为本专利技术的实施例2的YbCl3掺杂CsPbBr
1.5
Cl
1.5
量子点的荧光光谱。
[0034]图4为本专利技术的对比例1的CsPbCl3量子点的吸收光谱。
[0035]图5为本专利技术的对比例1的CsPbCl3量子点的荧光光谱。
具体实施方式
[0036]下面将结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0037]下面对本专利技术实施例的一种钙钛矿量子点及其制备方法进行具体说明。
[0038]在本专利技术的一些实施方式中提供了一种钙钛矿量子点，主要由稀土材料掺杂钙钛
矿纳米晶得到；
[0039]稀土材料包括LnX3，Ln选自Yb、Ce、Eu、Pr、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er和Tm中的一种或多种，X选自Cl、Br、I和CH3COO中的一种或多种；
[0040]钙钛矿纳米晶为ABX3，A包括Cs、CH3NH3和CH(NH2)2中的一种或多种，B包括Pb和/或Sn，X包括Cl、Br、I和CH3COO中的一种或多种。
[0041]量子点的吸收带边与发光峰位是与量子点带隙相关的两个参数，想要把吸收带边蓝移和发光峰位红移是比较困难的。
[0042]钙钛矿量子点具有离子特性，相较于传统的III
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿量子点，其特征在于，主要由稀土材料掺杂钙钛矿纳米晶得到；所述稀土材料包括LnX3，Ln选自Yb、Ce、Eu、Pr、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er和Tm中的一种或多种，X选自Cl、Br、I和CH3COO中的一种或多种；所述钙钛矿纳米晶为ABX3，A包括Cs、CH3NH3和CH(NH2)2中的一种或多种，B包括Pb和/或Sn，X包括Cl、Br、I和CH3COO中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的钙钛矿量子点，其特征在于，所述钙钛矿量子点中，稀土材料的质量百分数为1％～20％。3.根据权利要求1所述的钙钛矿量子点，其特征在于，所述钙钛矿量子点的发光波长为400～1000nm。4.根据权利要求1所述的钙钛矿量子点，其特征在于，所述钙钛矿量子点的吸收带边为400～720nm。5.根据权利要求1所述的钙钛矿量子点，其特征在于，所述钙钛矿量子点的粒径为5～50nm。6.根据权利要求1～5任一项所述的钙钛矿量子点的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将A源、稀土材料、BX2和长链配体的混合物在冰水浴中冷却，得到所述钙钛矿量子点。7.根据权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩长峰，
申请(专利权)人：南通昇纳光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：