一种基于钙钛矿纳米晶的材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于钙钛矿纳米晶的发光材料及其制备方法，属于显示领域。该制备方法包括：提供第一前驱体溶液、第二前驱体溶液、第一配体和第二配体；采用第一前驱体溶液、第二前驱体溶液、配体，利用热注射法形成钙钛矿纳米晶；其中，第一前驱体溶液提供Pb源和I源；第二前驱体溶液提供Cs源；配第一体包括羧酸配体；第二配体包括有机胺配体和含碘卤代烷。本发明专利技术还提供了该制备方法得到的发光材料。本发明专利技术引入了含碘卤代烷，使其与有机胺配体生成二仲胺或仲胺配体，进一步提升该钙钛矿纳米晶材料的稳定性、缩小纳米晶的尺寸，进而引入更强的量子限域效应，使得该钙钛矿材料的发光波长蓝移到纯红光波段(640nm左右)。蓝移到纯红光波段(640nm左右)。蓝移到纯红光波段(640nm左右)。

【技术实现步骤摘要】
一种基于钙钛矿纳米晶的材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于发光材料
，具体涉及一种基于钙钛矿纳米晶的材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]发光二极管(LED)超越了传统的照明光源，正在深刻地改变照明和显示行业。如今，有多种材料可用于商业化的LED，例如III
‑
V族半导体LED、有机LED(OLED)和胶体量子点LED(QLED)。红色作为三原色之一，是照明方面的重要组成部分。具有红色发射的传统LED是III
‑
V无机半导体外延异质结构，其中典型材料包括GaAs，InGaAl和InGaAlAs。然而，恶劣的生长条件和昂贵的设备以及有限的材料发光光谱限制了III
‑
V族半导体LED的进一步发展。与III
‑
V族半导体LED相比，OLED因其溶液和真空沉积能力、大面积发光和灵活性而成为LED领域的替代品。但是，在高亮度和高电流密度条件下的低热稳定性和化学稳定性严重限制了OLED的应用。QLED表现出优异的高显色指数(CRI)、高稳定性和高效率，而核壳量子点由于制造工艺繁琐和原材料昂贵，难以实现宏观制造。所有这些缺点都阻碍了具有成本效益的多场景电致发光应用的进展。寻找有前途的电致发光材料对于推动照明和显示行业的发展非常重要。
[0003]金属卤化物钙钛矿(MHPs)作为一种有前途的新型半导体材料，具有低成本、光谱可调性和高光致发光量子产率(PLQYs)等特点，具有拓宽的光电应用场景。。目前，绿色钙钛矿LED(PeLED)和深红色PeLED的最高外量子效率(EQE)分别超过28％和24.4％，与传统OLED和QLED相当。然而，在630nm左右处发射的纯红色频段的LED仍然落后于绿色LED。低色纯度、适中的外部效率和较差的器件寿命是实现钙钛矿发光二极管商业化的严重障碍。因此，在推动PeLED商业化发展时，应考虑半峰全宽(FWHM)、降低效率滚降、延长器件的使用寿命等问题。
[0004]目前，利用钙钛矿纳米晶获得纯红光(波长为620～650nm的红光)的主要方法是向CsPbI3钙钛矿纳米晶中掺入一定量的Br元素以制备混合卤素钙钛矿。但混合卤素钙钛矿纳米晶材料在电场的作用下会发生卤族元素(Br、I)相分离，导致光谱发生改变，进而影响发光二极管的波长稳定性。因此，有必要开发另一种方法，例如利用强量子限域效应，来实现纯红光的发射。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的问题是：如何提供一种单一卤素的钙钛矿纳米晶的发光材料的制备方法，使其发光波段在纯红光范围内的同时拥有更好的环境稳定性和波长稳定性。
[0006]对此，本专利技术提供了以下技术方案，具体为：
[0007]一种基于钙钛矿纳米晶的发光材料的制备方法，包括：
[0008]提供第一前驱体溶液、第二前驱体溶液、第一配体、第二配体和第三配体；
[0009]采用所述第一前驱体溶液、第二前驱体溶液、配体，利用热注射法形成钙钛矿纳米
晶；
[0010]其中，所述第一前驱体溶液提供Pb源和I源；所述第二前驱体溶液提供Cs源；所述第一配体和第二配体为羧酸配体；所述第三配体包括有机胺配体和含碘卤代烷；所述有机胺配体和含碘卤代烷通过SN2反应生成的二仲胺或仲胺配体。
[0011]进一步地，在本申请地一些实施例中，所述二仲胺的化学通式为：
[0012]C
18
H
35
‑
NH
‑
[CH2]n
‑
NH
‑
C
18
H
35
，
[0013]所述仲胺的化学通式为：C
18
H
35
‑
NH
‑
[CH2]n
‑
CH3；
[0014]其中，n为不低于3的自然数。
[0015]进一步地，在本申请地一些实施例中，所述羧酸配体为油酸；所述有机胺配体为油胺，所述含碘卤代烷为1,8
‑
二碘辛烷。
[0016]进一步地，在本申请地一些实施例中，所述油酸在所述第一前驱体溶液中与溶剂的体积比为1.2～2.8:10；所述油酸的加入量与所述第一前驱体溶液中溶剂的体积比为1:10；所述有机胺配体在所述第一前驱体溶液中与溶剂的体积比为1～1.6:10；所述含碘卤代烷在所述第一前驱体溶液中与溶剂的体积比为0.221～0.884:10。
[0017]进一步地，在本申请地一些实施例中，所述前驱体溶液中的所述Pb源、I源由PbI2提供；所述第一前驱体溶液中PbI2的浓度为12.56～17.3mg/ml；
[0018]所述Cs源由Cs2CO3提供，所述第二前驱体溶液中Cs2CO3的浓度为0.018g/ml。
[0019]进一步地，在本申请地一些实施例中，所述第一前驱体溶液和第二前驱体溶液中的溶剂均为十八烯。
[0020]进一步地，在本申请地一些实施例中，所述利用热注射法形成钙钛矿纳米晶，包括：
[0021]在保护气体环境下，在第一温度下向所述第一前驱体溶液中滴加所述第一配体，再加入有机胺配体和含碘卤代烷的混合溶液，搅拌，至所述第一前驱体溶液中的Pb源和I源完全溶解，得到反应体系；
[0022]在真空环境下，加热所述反应体系至第二温度，并向所述反应体系中加入第二前驱体溶液和第二配体的混合溶液，反应1～15s，冰水冷却，分离，得到发光材料；
[0023]其中，所述第一温度为100℃；所述第二温度为90
‑
150℃。
[0024]进一步地，在本申请地一些实施例中，所述保护气体为氮气、氦气、氩气、氖气中的至少一种；
[0025]所述分离为离心分离，所述离心分离的转速为11000rpm。
[0026]本申请还提供一种基于钙钛矿纳米晶的发光材料，所述钙钛矿纳米晶包括无机阳离子、无机阴离子和有机配体，其中，所述无机阳离子为Pb
2+
、Cs
2+
，所述无机阴离子为I
‑
，所述有机配体包括OA；所述钙钛矿纳米晶的有机配体还包括：二仲胺或仲胺；所述二仲胺化学通式为：C
18
H
35
‑
NH
‑
[CH2]n
‑
NH
‑
C
18
H
35
；所述仲胺的化学通式为：C
18
H
35
‑
NH
‑
[CH2]n
‑
CH3；
[0027]其中，n为不低于3的自然数。
[0028]进一步地，在本申请地一些实施例中，所述发光材料的发光波长为625～655nm。
[0029]与现有材料合成方法相比，本专利技术具有以下优势：
[0030](1)利用单一卤素I来合成CsPbI3金属卤化物钙钛矿纳米晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于钙钛矿纳米晶的发光材料的制备方法，其特征在于，包括：提供第一前驱体溶液、第二前驱体溶液、第一配体、第二配体和第三配体；采用所述第一前驱体溶液、第二前驱体溶液、配体，利用热注射法形成钙钛矿纳米晶；其中，所述第一前驱体溶液提供Pb源和I源；所述第二前驱体溶液提供Cs源；所述第一配体和第二配体均为羧酸配体；所述第三配体包括有机胺配体和含碘卤代烷；所述有机胺配体和含碘卤代烷通过SN2反应生成的二仲胺或仲胺配体。2.根据权利要求1所述的一种基于钙钛矿纳米晶的发光材料的制备方法，其特征在于，所述二仲胺的化学通式为：C
18
H
35
‑
NH
‑
[CH2]
n
‑
NH
‑
C
18
H
35
，所述仲胺的化学通式为：C
18
H
35
‑
NH
‑
[CH2]
n
‑
CH3；其中，n为不低于3的自然数。3.根据权利要求1所述的一种基于钙钛矿纳米晶的发光材料的制备方法，其特征在于，所述羧酸配体为油酸；所述有机胺配体为油胺，所述含碘卤代烷为1,8
‑
二碘辛烷、1
‑
碘辛烷、1,7
‑
二碘庚烷、1
‑
碘庚烷等带一个I或两个I的卤代烷。4.根据权利要求2所述的一种基于钙钛矿纳米晶的发光材料的制备方法，其特征在于，所述油酸在所述第一前驱体溶液中与溶剂的体积比为1.2～2.8:10；所述油酸的加入量与所述第二前驱体溶液中溶剂的体积比为1:10；所述有机胺配体在所述第二前驱体溶液中与溶剂的体积比为1～1.6:10；所述含碘卤代烷在所述第二前驱体溶液中与溶剂的体积比为0.221～0.884:10。5.根据权利要求1所述的一种基于钙钛矿纳米晶的发光材料的制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液中的所述Pb源、I源由PbI2提供；所述第一前驱体溶液中PbI2的浓度为12.56～17.3mg/ml；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈学杭，于军胜，赵海峰，白赛，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：