【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光致发光和电致发光材料，涉及一种基于br替位取代i形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着科技的发展，光致发光和电致发光器件发展极其迅速，其中钙钛矿发光二极管作为新一代的光源，低能耗、高发光效率、色彩丰富、响应快是其不可忽视的优点。作为钙钛矿发光器件核心的便是作为发光层的钙钛矿层；在实验室中，研究人员可以通过钙钛矿层材料的改变，例如运用多个钙钛矿层、将单层钙钛矿层进行掺杂等，使钙钛矿基发光二极管实现可见光波段从红色到蓝色的电致发光。钙钛矿基发光二极管还可以应用于户内外发光二极管显示屏，传统形式的广告牌只能呈现文字与图片，而发光二极管显示屏可以将图像、视频、文字、声音结合起来，并达到十分完美的效果，在实现这些方面的同时可以表现出清晰度高、亮度高、色彩丰富等特点，同时发光二极管显示屏广告时间长、播放频率高、信息丰富，可以产生更大的广告效益。
2、在当前的研究中，研究内容大都倾向于将不同发光波长的钙钛矿材料按照一定比例加以组合，或者将钙钛矿材料与其他发光材料进行组合，以构建钙钛矿白光发光器件。所以单组分的白光材料的单发光层结构的研究成为当下光致发光与电致发光领域的热点。
3、在高温下，全无机钙钛矿材料cspbi3为钙钛矿相，是一种直接带隙材料，用紫外光激发时发红光；但是在室温下，它结构中的正八面体群相互孤立，是一种零维钙钛矿多晶材料，为间接带隙材料，这意味着在电子跃迁复合发光几率较低。因此，在光致发光和电致发光材料领域，室温相cspbi3间接带隙半导体基发光二极
4、cspbi3大气室温环境下是零维钙钛矿相，是一种间接带隙材料，从而导致其低发光效率，其无法实现单组分白光发射，所以本专利技术针对cspbi3室温相存在发光强度弱且无法发射白光的缺点，提供了一种br替位取代同族元素i形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料，通过固相法进行br的替位取代，在室温下，不破坏cspbi3空间群，通过原子替位取代导致的晶格大畸变，在维持其零维钙钛矿相的同时，大幅度提高发光射效率，并使得发光带拓展到可见光全谱波长领域，实现室温下的白光发射。该材料作为电致发光器件的发光层，在电致发光器件领域有着潜在的应用前景。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中cspbi3室温相存在发光强度弱且无法发射白光的缺陷，提供了一种br替位取代同族元素i形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料，通过固相法进行br的替位取代，在室温下，不破坏cspbi3空间群，通过原子替位取代导致的晶格大畸变，在维持其零维钙钛矿相的同时，大幅度提高发光射效率，并使得发光带拓展到可见光全谱波长领域，并实现室温下的白光发射。
2、本专利技术的一个目的在于提供一种基于br替位取代i形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料，所述基于br替位取代i形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料在光激发或者电激发下发射白光，所述基于br替位取代i形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料的分子式为：
3、cspb(i1-xbrx)3，其中0＜x＜1。
4、优选地，所述基于br替位取代i形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料在光激发或者电激发下在可见光全波段发射白光。
5、优选地，发射的白光具有的色坐标落在由基于cie 1931色度图的四个坐标点a(0.25，0.18)、b(0.20，0.35)、c(0.53，0.33)和d(0.45，0.55)所限定的空间内。进一步优选，发射的白光具有的色坐标落在由基于cie 1931色度图的四个坐标点a(0.35，0.26)、b(0.27，0.40)、c(0.53，0.33)和d(0.45，0.55)所限定的空间内。
6、优选地，所述光激发为紫外光激发。
7、优选地，所述分子式中，0.1≤x≤0.9；进一步优选，0.2≤x≤0.8。
8、优选地，所述基于br替位取代i形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料为单晶、多晶、薄膜或纳米晶材料。进一步优选，所述基于br替位取代i形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料为零维钙钛矿多晶材料。
9、本专利技术的第二个目的在于提供一种基于br替位取代i形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料的制备方法，包括以下步骤：
10、s1、按照产物分子式的原子配比称取对应质量的原料，混合均匀后封装于真空石英管中；
11、s2、将真空石英管升温至680～800℃进行热处理，然后冷却至室温；
12、s3、再将真空石英管放置于布里奇曼炉的高温区，待布里奇曼炉的三个温区的温度达到目标值后，真空石英管从布里奇曼炉的高温区下降至低温区，然后降温至室温，取出真空石英管，得到目标产物。
13、本专利技术通过将溴化铯(csbr)、溴化铅(pbbr2)、碘化铯(csi)、碘化铅(pbi2)粉末以一定比例充分混合，运用马弗炉进行固相合成后，再运用布里奇曼晶体生长法，在190～300℃之间会发生相变得到br替位取代i的cspb(brxi1-x)3单晶，继续降温在更低温度下得到br替位取代同族元素i形成的铯铅碘(cspbi3)基零维钙钛矿多晶材料。该材料可在全波段发射白光，同时cspb(brxi1-x)3光致发光强度增大。
14、在本文中，室温指的环境温度，可以列举为0～40℃。
15、步骤s1中，优选地，所述原料为溴化铯(csbr)、溴化铅(pbbr2)、碘化铯(csi)、碘化铅(pbi2)。
16、步骤s2中，优选地，将真空石英管先升温至160～250℃，保持0.5～5h，然后再升温到680～800℃，保持8～20h。该步操作有利于抑制碘化铅(pbi2)较大的饱和蒸汽压导致的管内压力过大。进一步优选，将真空石英管先升温至180～220℃，保持1～2h，然后再加热到690～730℃，保持10～15h。
17、步骤s2中，优选地，真空石英管以0.5～1.9℃/min的速率升温至160～250℃，然后以2～5℃/min的速率升温至680～800℃。
18、步骤s2中，优选地，热处理后，以1.5～4℃/min的速率冷却至室温。
19、步骤s3中，优选地，布里奇曼炉设置三个温区：高温区、中温区和低温区，高温区温度设置为550～630℃，中温区温度设置为430～500℃，低温区温度设置为300～390℃。进一步优选，高温区温度设置为570～600℃，中温区温度设置为450～480℃，低温区温度设置为340～370℃。
20、高温区、中温区和低温区的长度相等。
21、步骤s3中，优选地，将真空石英管放置于布里奇曼炉的高温区后，对布里奇曼炉的三个温区进行升温，经过5～30h三个温区的温度达到目标值。
22、步骤s3中，优选地，布里奇曼炉的高温区达到目标值后，真空石英管在目标值温度下保持5～30h，然后向低本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于Br替位取代I形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料，其特征在于，所述基于Br替位取代I形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料在光激发或者电激发下发射白光，所述基于Br替位取代I形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料的分子式为：
2.根据权利要求1所述的一种基于Br替位取代I形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料，其特征在于，所述分子式中，0.2≤x≤0.8。
3.根据权利要求1所述的一种基于Br替位取代I形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料，其特征在于，所述基于Br替位取代I形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料在光激发或者电激发下在可见光全波段发射白光；
4.如权利要求1所述的一种基于Br替位取代I形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述原料为溴化铯、溴化铅、碘化铯、碘化铅。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，将真空石英管先升温至160～250℃，保持0.5～5h，然后再升温到680～800℃，保持8～20
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，真空石英管以0.5～1.9℃/min的速率升温至160～250℃，然后以2～5℃/min的速率升温至680～800℃。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，布里奇曼炉设置三个温区：高温区、中温区和低温区，高温区温度设置为550～630℃，中温区温度设置为430～500℃，低温区温度设置为300～390℃。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，真空石英管从高温区下降至低温区，当真空石英管下降至凝固点±10℃的温度范围内时，设置下降速率为0.1～0.5mm/h，其它部分设置下降速率为2～10mm/h；
10.如权利要求1所述的一种基于Br替位取代I形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料的应用，其特征在于，所述基于Br替位取代I形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料应用于光致发光或电致发光器件中作为发光活性层，所述光致发光或电致发光器件发白光。
...【技术特征摘要】
1.一种基于br替位取代i形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料，其特征在于，所述基于br替位取代i形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料在光激发或者电激发下发射白光，所述基于br替位取代i形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料的分子式为：
2.根据权利要求1所述的一种基于br替位取代i形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料，其特征在于，所述分子式中，0.2≤x≤0.8。
3.根据权利要求1所述的一种基于br替位取代i形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料，其特征在于，所述基于br替位取代i形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料在光激发或者电激发下在可见光全波段发射白光；
4.如权利要求1所述的一种基于br替位取代i形成的铯铅碘基零维钙钛矿白光发射材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述原料为溴化铯、溴化铅、碘化铯、碘化铅。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，将真空石英管先升温至160～250...
【专利技术属性】
技术研发人员：林文文，张雨琳，柴之芳，
申请(专利权)人：宁波杭州湾新材料研究院，
类型：发明
国别省市：
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