钙钛矿CsPbI制造技术

本发明专利技术公开了钙钛矿CsPbI

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿CsPbI3量子点及其制备方法
本专利技术涉及材料领域，具体而言，本专利技术涉及钙钛矿CsPbI3量子点及其制备方法。
技术介绍
钙钛矿量子点具有优异的光电性能，在量子点发光部分，钙钛矿量子点具有发光颜色纯、量子产率高、对缺陷容忍度大等优点，是下一代照明显示技术有利的竞争者。目前已有众多的制备钙钛矿量子点的方法，现有红色钙钛矿量子点主要成分为CsPbI3，但由于带隙窄、容易相变、对水等极性溶剂更敏感的原因，制备量子产率高、稳定性好的红色钙钛矿量子点非常困难。业界为了解决红色钙钛矿量子点的制备问题提出了许多方法。其中，效果比较好的方法通常将铅源和碘源分开，避免传统制备方法中以碘化铅同时作为铅源和碘源，无法对反应物的化学计量比进行控制。而且现有的制备CsPbI3量子点的方法中，一般制备出的CsPbI3量子点在紫外激发下只会发射波长660～700nm的红光。仅仅改变量子点尺寸很难实现更短波长光的发射，发射其他波长的光需要引入新的元素，比如一般引入溴掺杂，CsPbBr1.5I1.5的量子点在紫外激发下发黄。即使调节量子点的尺寸小于2nm，也仅仅能使得CsPbI3量子点的发射波长蓝移至624nm左右，仍然处于红光波段。此外，现有方法制备的CsPbI3量子点对水不稳定，在遇到水之后会在几分钟的时间内由可以发光的黑相(α相)变为不能发光的黄相(非光敏δ相)。现有的铅源和碘源分开制备钙钛矿量子点的方法，主要包括以苯甲酰碘或三甲基硅碘烷为碘源的制备方法等。以苯甲酰碘或三甲基碘硅烷为碘源的制备方法，对实际反应体系中的反应过程控制较难，苯甲酰碘的制备则需要苛刻的外界环境，且这类碘源一般通过在量子点制备的复杂过程中释放碘离子参与反应，这个过程中会引入杂质阳离子、水等，并引发各种副反应，对量子点制备的可靠性、可控性和产品最终光学性能造成负面影响。另外，现有方法中大多数都无法避免油胺的使用，油胺的存在会对钙钛矿量子点的稳定性产生负面影响。然而在制备无油胺钙钛矿量子点的方法中，由于使用的四正辛基卤化铵这类卤素源中的四正辛基碘化铵难溶于非极性有机溶剂，不能用于红色钙钛矿量子点的制备。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出制备钙钛矿CsPbI3量子点的方法，以及由该方法制备得到的钙钛矿CsPbI3量子点。该制备钙钛矿CsPbI3量子点的方法在避免直接使用油胺的同时，解决了碘盐在非极性溶剂中溶解性不佳的问题，避免了在反应过程中引入极性溶剂对量子点制备及稳定性的影响。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备钙钛矿CsPbI3量子点的方法，其特征在于，包括：将铯源、溶剂、油酸混合并进行第一反应，得到油酸铯溶液；将铅源、溶剂、油酸混合并进行第二反应，得到油酸铅溶液；将C8-20胺与氢碘酸混合并进行第三反应，得到C8-20铵氢碘盐；将所述C8-20铵氢碘盐与溶剂混合，得到碘源溶液；其中，所述溶剂为C12-24烯烃或甲苯；将所述油酸铯溶液与所述油酸铅溶液混合并进行热处理，得到混合液；向所述混合液中加入所述碘源溶液进行第四反应，得到所述钙钛矿CsPbI3量子点。根据本专利技术上述实施例的制备钙钛矿CsPbI3量子点的方法，通过利用C8-20胺与氢碘酸反应生成的C8-20铵氢碘盐作为碘源制备CsPbI3量子点，从而避免了油胺的直接使用，制备得到的CsPbI3量子点稳定性高。现有技术中常用的碘源(如碘化锌、正辛基碘化铵等)难溶于非极性溶剂，而C8-20铵氢碘盐因其具有长链脂肪烃结构，在非极性溶剂C12-24烯烃或甲苯中具有良好的溶解性，采用C8-20铵氢碘盐作为碘源可以避免向反应体系中引入极性溶剂(例如水等)，进一步提高制备得到的CsPbI3量子点的稳定性。同时，本专利技术的方法中，铅源与碘源彼此独立，产品中铅与碘的原子比容易调整，可以使CsPbI3量子点表面产生富碘的效果，从而进一步提高CsPbI3量子点的稳定性。另一方面，通过本专利技术的方法制备CsPbI3量子点，可以仅通过调整油酸铯与油酸铅混合液与碘源溶液反应温度这一个参数，来调整制备得到的CsPbI3量子点产品在紫外激发下的发光波长。同时，产品本身具有一定的阻水能力，在室温存放过程中不易发生相变，可至少稳定存放60天。另外，根据本专利技术上述实施例的制备钙钛矿CsPbI3量子点的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述铯源选自碳酸铯、碳酸氢铯、甲酸铯、乙酸铯、氢氧化铯中的至少之一。在本专利技术的一些实施例中，所述铅源选自氧化铅、氢氧化铅，碳酸铅，醋酸铅中的至少之一。在本专利技术的一些实施例中，所述C8-20胺选自油胺、十八烷基胺、十六胺、正十五胺、十四胺、十二胺、癸胺、辛胺中的至少之一。在本专利技术的一些实施例中，所述C12-24烯烃选自十八烯、1-十二烯、1-十四烯、1-二十烯中的至少之一。在本专利技术的一些实施例中，所述氢碘酸的浓度为42％～58％。在本专利技术的一些实施例中，所述C8-20胺与所述氢碘酸的摩尔比为1:(1.1～1.5)。在本专利技术的一些实施例中，所述第三反应包括：将所述C8-20胺溶于溶剂中，得到C8-20胺溶液；向所述C8-20胺溶液加入所述氢碘酸，并进行所述第三反应；所述第三反应完成后，对所得产品进行浓缩和干燥，得到所述C8-20铵氢碘盐。在本专利技术的一些实施例中，所述第三反应还包括：向所述C8-20胺溶液中加入不高于C8-20胺摩尔量的20％的碘单质。在本专利技术的一些实施例中，所述热处理在60～260℃下进行，所述第四反应进行的时间为2～8s，所述第四反应完成后，将反应体系冷却至15～25℃，得到所述钙钛矿CsPbI3量子点。在本专利技术的一些实施例中，所述第四反应中，铯与铅摩尔比为1:(1.5～8)，铅与碘的摩尔比为1:(3～5)。。在本专利技术的一些实施例中，所述制备钙钛矿CsPbI3量子点的方法进一步包括：对所述第四反应所得产物进行后处理，所述后处理包括：向所述混料中加入乙酸乙酯，离心并收集下层固体；向所述下层固体中加入正己烷和/或甲苯，离心并收集上层清液，得到所述钙钛矿CsPbI3量子点。在本专利技术的另一方面，本专利技术提出了一种钙钛矿CsPbI3量子点。根据本专利技术的实施例，该钙钛矿CsPbI3量子点是由上述实施例的制备钙钛矿CsPbI3量子点的方法制备得到的。由此，该钙钛矿CsPbI3量子点在制备过程中避免了油胺的直接使用，且不使用极性溶剂，产品稳定性高，本身具有一定的阻水能力，在室温存放过程中不易发生相变，可至少稳定存放60天。此外，该钙钛矿CsPbI3量子点还可以通过在制备过程中调整反应温度，来调整产品在紫外激发下的发光波长。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的制备钙钛矿CsPbI3量子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备钙钛矿CsPbI

【技术特征摘要】
1.一种制备钙钛矿CsPbI3量子点的方法，其特征在于，包括：
将铯源、溶剂、油酸混合并进行第一反应，得到油酸铯溶液；将铅源、溶剂、油酸混合并进行第二反应，得到油酸铅溶液；将C8-20胺与氢碘酸混合并进行第三反应，得到C8-20铵氢碘盐；将所述C8-20铵氢碘盐与溶剂混合，得到碘源溶液；其中，所述溶剂为C12-24烯烃或甲苯；
将所述油酸铯溶液与所述油酸铅溶液混合并进行热处理，得到混合液；向所述混合液中加入所述碘源溶液进行第四反应，得到所述钙钛矿CsPbI3量子点。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铯源选自碳酸铯、碳酸氢铯、甲酸铯、乙酸铯、氢氧化铯中的至少之一；
任选地，所述铅源选自氧化铅、氢氧化铅，碳酸铅，醋酸铅中的至少之一。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述C12-24烯烃选自十八烯、1-十二烯、1-十四烯、1-二十烯中的至少之一；
任选地，所述C8-20胺选自油胺、十八烷基胺、十六胺、正十五胺、十四胺、十二胺、癸胺、辛胺中的至少之一。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氢碘酸的浓度为42％～58％；
任选地，所述C8-20胺与所述氢碘酸的摩尔比为1:(1.1～1.5)。


5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：原豪杰，郑策，李佳锋，
申请(专利权)人：无锡极电光能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32