一种硒基钙钛矿及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种硒基钙钛矿及其制备方法和应用，涉及发光材料技术领域。本发明专利技术的硒基钙钛矿的制备方法，包括如下步骤：在惰性气体氛围下，CsBr乙醇饱和溶液中逐滴滴入SnBr2乙醇溶液，混合均匀，SnBr2乙醇溶液全部滴完后，静置悬浊液至产物颗粒全部沉降，产物颗粒干燥即得硒基钙钛矿。本发明专利技术的硒基钙钛矿的制备方法显著区别与现有的热注射法，无需高温加热过程，更重要的是，CsBr乙醇饱和溶液和SnBr2乙醇溶液通过共沉淀制备得到硒基钙钛矿，共沉淀过程中乙醇还可以吸附在产物颗粒硒基钙钛矿表面，综合提高了硒基钙钛矿的稳定性，具有优异的抗氧化性能，可以在空气中稳定放置6天以上。以上。以上。

【技术实现步骤摘要】
一种硒基钙钛矿及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及发光材料
，更具体地，涉及一种硒基钙钛矿及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前主要通过“热注射法”制备发光的硒基钙钛矿CsSnBr3。“热注射法”需要在一个封闭的三颈烧瓶中进行，在整个过程中需要通过真空脱气和填充氮气来去除三颈瓶中的水和氧气，并且严重依赖于昂贵且高毒性的长链碳氢化合物，如油胺、三辛基膦。除反应条件苛刻、合成步骤复杂、使用有毒有机试剂外，合成的产物在空气中极容易被氧化。文献中公开了典型的热注入法(JELLICOE T C,RICHTER J M,GLASS H F,et al.Synthesis and Optical Properties of Lead
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Free Cesium Tin Halide Perovskite Nanocrystals[J].J Am Chem Soc,2016,138(9):2941
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4.)：将0.8mL油酸、0.8mL油胺和24mL 1
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十八烯装入三颈烧瓶中，加热至80℃，在80℃下抽真空脱气1小时。之后向反应容器中加入0.26g CsCO3，继续抽真空脱气1小时。充入氮气并加热到100℃，保温1小时直至CsCO3全部溶解。随后，将反应混合物加热到反应温度170℃，将5mL浓度为1M的SnBr2三正辛基膦溶液的迅速注射到上面三颈瓶中的混合溶液中。反应保持1min后，将三颈烧瓶用冰水冰浴。将三颈瓶中得到的粗产物悬浊液转移至充满氮气的手套箱中，加入等体积的正丁醇，然后重新分散于正己烷中，此过程重复两次。最后将含有CsSnBr3钙钛矿的正己烷悬浊液在4krpm下离心2min，然后通过200nm的PTFE滤膜过滤。制备得到的CsSnBr3钙钛矿放置于空气中，5min后即被氧化。可见，该“热注射法”具有使用毒性强的试剂、操作步骤复杂、反应条件苛刻等缺点，并且制备出的产物在空气中极容易被氧化。
[0003]现有技术公开了一种一步化学气相沉积无铅全无机钙钛矿薄膜的制备方法，针对无铅全无机钙钛矿薄膜的晶体质量问题提供了一种一步化学气相沉积法制备无铅全无机钙钛矿薄膜，得到了结晶度高且均匀性好的无铅全无机钙钛矿薄膜。但是该制备方法并未解决钙钛矿产品容易被氧化，稳定性差的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有硒基钙钛矿CsSnBr3通过热注射法制备存在产品容易被氧化，稳定性差的缺陷和不足，提供一种硒基钙钛矿的制备方法，不仅操作简单，无需高温加热，且制备得到的硒基钙钛钙钛矿更加稳定，不易被氧化，可在空气中稳定放置6天。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种硒基钙钛矿。
[0006]本专利技术的再一目的在于提供一种硒基钙钛矿在制备发光LED、太阳能电池和光电探测器中的应用。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供一种光电设备，所述光电设备的发光材料为所述硒基钙钛矿
[0008]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0009]一种硒基钙钛矿的制备方法，包括如下步骤：
[0010]在惰性气体氛围下，CsBr乙醇饱和溶液中逐滴滴入SnBr2乙醇溶液，混合均匀，SnBr2乙醇溶液全部滴完后，静置悬浊液至产物颗粒全部沉降，产物颗粒干燥即得硒基钙钛矿。
[0011]其中需要说明的是：
[0012]本专利技术的硒基钙钛矿的制备方法区别与现有技术的热注射法，不仅不需要高温加热，在常温下即可制备得到硒基钙钛矿。更重要的是，本专利技术提供了一种新型的硒基钙钛矿的制备方法，其中CsBr乙醇饱和溶液和SnBr2乙醇溶液通过共沉淀制备得到硒基钙钛矿，CsBr和SnBr2溶液均以乙醇为溶剂制备，乙醇具有还原性，可以防止硒基钙钛矿被氧化。且在共沉淀过程中，乙醇还可以吸附在产物颗粒硒基钙钛矿表面，进一步防止了生成的硒基钙钛矿被氧化，从而综合提高了硒基钙钛矿的稳定性，具有优异的抗氧化性能，可以在空气中稳定放置6天以上。
[0013]其中CsBr乙醇溶液为CsBr乙醇饱和溶液，CsBr在乙醇中的溶解度较低，更低的浓度可能导致CsSnBr3无法生成。且SnBr2乙醇溶液的加入方式必须逐滴滴入，否则生成的硒基钙钛矿发光性能很弱，无法使用。
[0014]优选地，所述SnBr2乙醇溶液的浓度为0.2～0.5mol/L。
[0015]通过控制逐滴加入的SnBr2乙醇溶液的浓度可以控制生成的硒基钙钛矿的形貌，例如可以控制生成海星状硒基钙钛矿、棒状硒基钙钛矿、球状硒基钙钛矿或立方块状硒基钙钛矿。且逐滴加入的SnBr2乙醇溶液的浓度控制还可以进一步提高硒基钙钛矿材料的结晶度，形成高结晶产品，减少硒基钙钛的表面缺陷，提升发光性能。SnBr2乙醇溶液的浓度大于0.55mol/L，其产物中可能含有杂质CsSn2Cl5。
[0016]在具体实施方式中，可进一步优选所述SnBr2乙醇溶液的浓度为0.4～0.5mol/L。
[0017]在具体实施方式中，CsBr乙醇饱和溶液和逐滴滴入的SnBr2乙醇溶液混合均匀可以采用多种实施方式，例如可以在搅拌下逐滴滴入SnBr2乙醇溶液，其中搅拌方式可以包括加入磁子磁力搅拌、机械搅拌和振荡共混等形式。
[0018]在具体实施方式中，搅拌的速度可以为搅拌速率为450～1300rpm。
[0019]本专利技术还具体保护一种上述硒基钙钛矿的制备方法制备得到的硒基钙钛矿材料。
[0020]本专利技术的硒基钙钛矿材料可以通过制备工艺中的滴加的SnBr2乙醇溶液的浓度控制形成不同的形貌，在其中某些实施方式中为海星状硒基钙钛矿，在其中某些实施方式中为棒状硒基钙钛矿，在其中某些实施方式中为球状硒基钙钛矿，在其中某些实施方式中为积木状硒基钙钛矿，在其中某些实施方式中为立方块状硒基钙钛矿。
[0021]在具体的实施方式中，本专利技术的硒基钙钛矿材料的荧光发射光谱为650
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800nm，吸收光谱为300
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700nm，发光强度可以达到647934counts。
[0022]本专利技术的硒基钙钛矿材料具有优异的抗氧化性，稳定性好，且发光性能优异可以广泛应用在各种发光材料的应用领域，本专利技术还具体保护一种硒基钙钛矿材料在制备发光LED、太阳能电池和光电探测器中的应用。
[0023]本专利技术还具体保护一种光电设备，所述光电设备的发光材料为硒基钙钛矿。
[0024]在具体实施方式中，所述光电设备可以为发光LED、太阳能电池和光电探测器中的任意一种。
[0025]且上述光电设备并不局限于上述列举，任意需要优异的抗氧化性能，需要稳定的发光材料的设备中均可以应用上述硒基钙钛矿材料。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0027]本专利技术的硒基钙钛矿的制备方法显著区别与现有的热注射法，无需高温加热过程，更重要的是，CsBr乙醇饱和溶液和SnBr2乙醇溶液通过共沉淀制备得到硒基钙钛矿，共沉淀过程中乙醇还可以吸附在产物颗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硒基钙钛矿的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在惰性气体氛围下，CsBr乙醇饱和溶液中逐滴滴入SnBr2乙醇溶液，混合均匀，SnBr2乙醇溶液全部滴完后，静置悬浊液至产物颗粒全部沉降，产物颗粒干燥即得硒基钙钛矿。2.如权利要求1所述硒基钙钛矿的制备方法，其特征在于，所述SnBr2乙醇溶液的浓度为0.2～0.5mol/L。3.如权利要求1所述硒基钙钛矿的制备方法，其特征在于，所述SnBr2乙醇溶液的浓度为0.4～0.5mol/L。4.如权利要求1所述硒基钙钛矿的制备方法，其特征在于，在搅拌下逐滴滴入SnBr2乙醇溶液。5.如权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静，曹鲁豫，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：