本发明专利技术涉及一种高稳定性无机钙钛矿量子点薄膜及其制备方法和用途，本发明专利技术所述无机钙钛矿量子点薄膜为通过喷墨打印的方法制备得到的具有核壳结构APbX3/A4PbX6的量子点薄膜，所述无机钙钛矿量子点薄膜的稳定性和量子产率相较于传统旋涂法制备得到的量子点薄膜均明显提高；且本发明专利技术所述方法的制备过程简单，成本低，易于工业化应用。
A highly stable inorganic perovskite quantum dot film and its preparation method and Application
【技术实现步骤摘要】
一种高稳定性无机钙钛矿量子点薄膜及其制备方法和用途
本专利技术涉及量子点领域，尤其涉及一种高稳定性无机钙钛矿量子点薄膜及其制备方法和用途。
技术介绍
钙钛矿材料的制备及其光电特性是目前材料、物理、化学等学科的研究热点。其物理性质与其晶体结构、维度尺寸和制备过程有密切关联。钙钛矿量子点具有许多优异的性能，具有较高的发光效率、较窄的半峰宽，可通过改变组分和尺寸来调控发射波长而且成本低廉，因此钙钛矿发光材料与器件将会成为新一代显示与照明的有力竞争者，具有诱人的发展前景。而将钙钛矿量子点应用于实际产品中仍存在着一些问题，例如钙钛矿材料普遍稳定性差，量子产率随着时间衰减非常快。CN107383402A公开了一种钙钛矿量子点复合偏振薄膜的制备方法，所述方法采用将钙钛矿原料组分和聚合物组分溶解于有机溶剂中，得到成膜溶液，之后涂覆在基底材料上，干燥，拉伸后得到钙钛矿量子点复合偏振薄膜，此方案的制备过程采用涂覆的方法制备，其制备得到的量子点薄膜的稳定性不足，在空气中量子产率下降快。CN107955199A公开了一种钙钛矿量子点膜及其制备方法，所述膜在基材的一面涂覆发绿光的钙钛矿量子点层，所述钙钛矿量子点的结构式为CH3NH3PbClxBr3-x(0≤x≤1)，所述钙钛矿量子点层由钙钛矿量子点、聚合物、附着力、附着力促进剂、添加剂组成；此方案所述量子点膜的量子产率下降快，且制备成本高。CN109004048A公开了一种铯铅溴无机钙钛矿量子点薄膜的制备方法，所述方法通过高温热注入法合成CsPbBr3无机钙钛矿量子点，并通过乙酸甲酯洗涤离心纯化后，分散在正辛烷溶液中，在通过多次旋涂和高温退火，使量子点形成薄膜，此方案制备得到的量子点薄膜的量子产率随时间下降较快。上述文献虽然公开了一些钙钛矿量子点薄膜及其制备方法，但仍存在着制备得到的量子点薄膜的量子产率稳定性差，随时间的下降快等缺陷，因此开发一种制备过程简单，精确度高，能图案化，且稳定性好的无机钙钛矿量子点薄膜及其制备方法仍具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高稳定性无机钙钛矿量子点薄膜及其制备方法和用途，本专利技术所述无机钙钛矿量子点薄膜为通过喷墨打印的方法制备得到的具有核壳结构APbX3/A4PbX6的量子点薄膜，所述无机钙钛矿量子点薄膜的稳定性和量子产率相较于传统旋涂法制备得到的量子点薄膜均明显提高；且本专利技术所述方法的制备过程简单，成本低，易于工业化应用。本专利技术所述高稳定性无机钙钛矿量子点薄膜指通过喷墨打印机原位生成具有核壳结构APbX3/A4PbX6的量子点薄膜，其寿命和量子产率高于通过旋涂得到的未经包覆的量子点薄膜。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种高稳定性无机钙钛矿量子点薄膜，所述无机钙钛矿量子点薄膜中包含APbX3/A4PbX6，所述A包括Cs，所述X包含Cl、Br或I中的任意一种或至少两种的组合；所述无机钙钛矿量子点薄膜通过喷墨打印的方法制备得到。本专利技术所述APbX3/A4PbX6指钙钛矿量子点为核壳结构，其核为APbX3，所述APbX3外包覆有A4PbX6，A4PbX6的包覆使得APbX3的寿命明显延长，从而提高量子点薄膜的稳定性。本专利技术所述高稳定性无机钙钛矿量子点薄膜中包含核壳结构的无机钙钛矿量子点，使得薄膜中的量子点的稳定性明显提高，同时，所述无机钙钛矿量子点薄膜通过喷墨打印得到，使得所述核壳结构量子点相较于传统方法制备的核壳结构量子点具有更高的量子产率和稳定性。本专利技术所述无机钙钛矿量子点薄膜通过喷墨打印的方法制备，能通过控制喷墨打印的喷墨量及打印位置，实现定制图案化高稳定无机钙钛矿量子点薄膜。且喷墨打印的方法相较于传统的旋涂方法的成本更低，易于工业化生产。第二方面，本专利技术提供了如第一方面所述的高稳定性无机钙钛矿量子点薄膜的制备方法，所述方法包括采用喷墨打印将无机钙钛矿量子点前驱体打印在聚合物薄膜上，之后得到所述无机钙钛矿量子点薄膜。本专利技术所述方法通过喷墨打印将无机钙钛矿量子点前驱体制备成无机钙钛矿量子点薄膜，所述制备过程中将量子点前驱体转化为具有核壳结构的APbX3/A4PbX6，使得量子点薄膜的稳定性明显提高，即利用本专利技术所述方法能制备得到具有核壳结构量子点的无机钙钛矿量子点薄膜，同时喷墨打印过程中无机钙钛矿纳米晶通过溶胀作用嵌入聚合物薄膜中，形成聚合物薄膜保护的无机钙钛矿量子点薄膜，进一步提高无机钙钛矿量子点薄膜的稳定性。优选地，所述喷墨打印的温度为常温，优选为15-30℃，例如16℃、17℃、18℃、19℃、20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃或29℃等，进一步优选为20-25℃。本专利技术所述钙钛矿量子点薄膜的制备过程中利用喷墨打印不仅在钙钛矿量子点薄膜中形成核壳结构的APbX3/A4PbX6，同时喷墨打印得到的核壳结构的APbX3/A4PbX6的量子产率更高，喷墨打印过程形成的核壳结构的APbX3/A4PbX6在保证较高的稳定性的前提下，进一步提高了无机钙钛矿量子点膜的量子产率。优选地，所述无机钙钛矿量子点前驱体的制备方法包括以下步骤：(1)将酸类表面活性剂、胺类表面活性剂和溶剂混合，得到混合溶液；(2)将铅源、AX及咪唑类螯合剂加入步骤(1)的混合溶液中，混合，得到所述无机钙钛矿量子点前驱体。本专利技术所述方法选择上述量子点前驱体作为钙钛矿量子点薄膜的制备原料，将其与喷墨打印技术相结合，从而使得制备得到的量子点薄膜在具有较高的稳定性的同时，提高了其量子产率。其相较于传统的核壳结构量子点的制备方法更加简便，且量子点膜的稳定性和量子产率也有所提高。优选地，步骤(1)所述酸类表面活性剂包括油酸。优选地，步骤(1)所述胺类表面活性剂包括油胺。优选地，步骤(1)所述溶剂包括二甲基甲酰胺、甲苯、邻二氯苯、3,4-二甲基苯甲醚、氯仿、氯苯、二甲苯、苯、正己烷、环己烷、庚烷、辛烷、癸烷、十一烷、十二烷、十四烷、十六烷、十八烷、乙酸乙酯、乙醇、异丙醇、异丁醇或水中的任意一种或至少两种的混合物，所述混合物示例性的包括二甲基甲酰胺和甲苯的混合物、邻二氯苯和3,4-二甲基苯甲醚的混合物、氯仿和氯苯的混合物、二甲苯和苯的混合物、正己烷和环己烷的混合物、庚烷和辛烷的混合物、癸烷和十一烷的混合物、十二烷和十四烷的混合物、十六烷和十八烷的混合物或乙酸乙酯和乙醇的混合物等。优选地，步骤(1)所述酸类表面活性剂和胺类表面活性剂的体积比为1:(0.1-50)，例如1:0.5、1:1、1:2、1:5、1:10、1:20、1:30或1:40等，优选为1:(0.25-10)。优选地，步骤(2)所述铅源包括溴化铅、氯化铅、碘化铅、碳酸铅、氧化铅或醋酸铅中的任意一种或至少两种的混合物，所述混合物示例性的包括溴化铅和氯化铅的混合物、碘化铅和碳酸铅的混合物或氧化铅和醋酸铅的混合物等，优选为溴化铅。优选地，所述AX包括CsX。优选地，所述CsX包括CsBr、CsCl或CsI中的任意一种或至少两种的混合物；所述混合物示例性的包括CsBr和CsCl的混合物、CsI和CsBr的混合物或CsCl和CsI的混合物等，优选为CsBr。优选地，所述咪唑类螯合剂包括2-甲基咪唑。优选地，步骤(2)所述铅源的摩尔量与酸类表面活性剂的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高稳定性无机钙钛矿量子点薄膜，其特征在于，所述无机钙钛矿量子点薄膜中包含APbX3/A4PbX6，所述A包括Cs，所述X包含Cl、Br或I中的任意一种或至少两种的组合；所述无机钙钛矿量子点薄膜通过喷墨打印的方法制备得到。
【技术特征摘要】
1.一种高稳定性无机钙钛矿量子点薄膜，其特征在于，所述无机钙钛矿量子点薄膜中包含APbX3/A4PbX6，所述A包括Cs，所述X包含Cl、Br或I中的任意一种或至少两种的组合；所述无机钙钛矿量子点薄膜通过喷墨打印的方法制备得到。2.如权利要求1所述的高稳定性无机钙钛矿量子点薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括采用喷墨打印将无机钙钛矿量子点前驱体打印在聚合物薄膜上，之后得到所述无机钙钛矿量子点薄膜。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述无机钙钛矿量子点前驱体的制备方法包括以下步骤：(1)将酸类表面活性剂、胺类表面活性剂和溶剂混合，得到混合溶液；(2)将铅源、AX及咪唑类螯合剂加入步骤(1)的混合溶液中，混合，得到所述无机钙钛矿量子点前驱体。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述酸类表面活性剂包括油酸；优选地，步骤(1)所述胺类表面活性剂包括油胺；优选地，步骤(1)所述溶剂包括二甲基甲酰胺、甲苯、邻二氯苯、3,4-二甲基苯甲醚、氯仿、氯苯、二甲苯、苯、正己烷、环己烷、庚烷、辛烷、癸烷、十一烷、十二烷、十四烷、十六烷、十八烷、乙酸乙酯、乙醇、异丙醇、异丁醇或水中的任意一种或至少两种的混合物；优选地，步骤(1)所述酸类表面活性剂和胺类表面活性剂的体积比为1:(0.1-50)，优选为1:(0.25-10)。5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述铅源包括溴化铅、氯化铅、碘化铅、碳酸铅、氧化铅或醋酸铅中的任意一种或至少两种的混合物，优选为溴化铅；优选地，所述AX包括CsX；优选地，所述CsX包括CsBr、CsCl或CsI中的任意一种或至少两种的混合物；优选为CsBr；优选地，所述咪唑类螯合剂包括2-甲基咪唑。6.如权利要求3-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述铅源的摩尔量与酸类表面活性剂的体积比为0.002-100mmol/mL；优选为0.02-20mmol/mL；优选地，步骤(2)所述AX的摩尔量与酸类表面活性剂的体积比为0.005-200mmol/mL，优选为0.1-...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙小卫，王恺，高艾京，李祥，徐冰，
申请(专利权)人：深圳扑浪创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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