一种钙钛矿量子点-高分子复合薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种钙钛矿量子点

A perovskite quantum dot polymer composite film and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿量子点
‑
高分子复合薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合光学膜
，特别是涉及一种钙钛矿量子点
‑
高分子复合薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]钙钛矿量子点光学膜是一类通过量子点发光效应实现入射光波长转化的薄膜，在发光、显示、传感、光伏膜等领域具有重要应用前景。然而，钙钛矿量子点光、热、水、氧稳定性较差，其工作稳定性难以保证。另外，钙钛矿量子点易聚集从而引起量子点失效。在实际应用中，往往需要将量子点多次离心分散才能搜集可以利用的量子点。这样势必导致量子点光学膜产量低，并拉升薄膜成本。现有技术公布的钙钛矿量子点光学膜，其效果、产量以及工作稳定性难以满足要求。
[0003]光伏电池的效率和稳定性是影响其应用的关键因素，也是提升光伏企业竞争力的核心指标。通过有效的入射光管理策略，可以提高光伏电池效率。工业化生产领域通常采用表面制绒以及抗反射层沉积来提高光伏器件对入射光的吸收。经过数十年的工艺改良与优化，该项技术已达到其功效的瓶颈。因此，开发新的有效的入射光管理方法，对于持续改进光伏器件性能具有重要意义。
[0004]光伏电池对特定波长光子转化效率高，而对其他波长光子转化效率不足。因此，通过量子点光学膜，将低效光子转化为高效光子，可以实现光伏电池性能的提升。将钙钛矿量子点与高分子结合，制备复合光学薄膜能够有力拓宽量子点光学膜的应用。
[0005]因此，专利技术人提供了一种钙钛矿量子点
‑
高分子复合薄膜及其制备方法。<br/>
技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是提供一种强耐候性、高产量的钛矿量子点
‑
高分子复合薄膜及其制备方法，以满足光伏电池对稳定性及均匀性的要求。
[0007]第一方面，本专利技术的实施例提出了一种钙钛矿量子点
‑
高分子复合薄膜，所述复合薄膜包括钙钛矿量子点、量子点保护层、隔水配体和高分子，所述钙钛矿量子点为内核，量子点保护层和隔水配体包覆在所述钙钛矿量子点外周，共同保护量子点，所述钙钛矿量子点组分为ABX3、A4BX6、A2BX6、AB2X5、A2BX4、A3B2X9、A
n
‑1B
n+1
X
3n+1
(n≥2)中的至少一种，A为CH3NH
3+
、NH2CHNH
2+
、C(NH2)
3+
、Cs
+
、Li
+
、Na
+
、K
+
、Rb
+
或碳原子数不小于3的有机胺阳离子中的至少一种；B为Pb
2+
、Cu
2+
、Sn
2+
、Mn
2+
、Zn
2+
、Cd
2+
、Ge
2+
、Sr
2+
、Bi
3+
、Eu
2+
、Yb
2+
、Sb
3+
、Tl
3+
、In
3+
、Cu
+
、Ag
+
、Pd
2+
、Pd
4+
中的至少一种；X为Cl
‑
，Br
‑
，I
‑
，SCN
‑
中的至少一种；量子点保护层为金属或其化合物，为ZnO、Al2O3、ZrO2、K2O、Li2O、HgO、SnO2、SiO2、Ni、Cu中的至少一种；隔水配体为含强疏水基团的有机物，高分子为乙烯
‑
乙酸乙烯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、乙丙橡胶、乙烯
‑
辛烯共聚物中的一种或多种至少一种。
[0008]进一步地，所述隔水配体为双(4
‑
氟苯基)苯基氧化膦、2
‑
氨基
‑5‑
三氟甲基吡啶、4
‑
(三氟甲基磺酰基)苯胺、3
‑
乙基
‑5‑
三氟甲基
‑
1,2,4
‑
三氮唑、甲基三乙氧基硅烷、丙基三
甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、六甲基二硅胺烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷和三乙氧基甲基硅烷等中的至少一种。
[0009]第二方面，本专利技术的实施例提出了一种钙钛矿量子点
‑
高分子复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
[0010]步骤S110，称取一定量的钙钛矿量子点A位前驱体化合物分散于助溶剂中，得到A位前驱体溶液，所述A位前驱体化合物为包含阳离子A的碳酸盐、碘化物、硫酸盐或醋酸盐，所述助溶剂为含羧基和胺基的有机物；
[0011]步骤S120，称取一定量的钙钛矿量子点B位前驱体物质，并加入一定量的配体物质，以稳定B位金属离子，B位前驱体物质或配体物质提供X位元素，将前述混合物质溶解在有机溶剂中，加入助溶剂，经加热搅拌后，获得透明B位及X位前驱体溶液，所述B位前驱体物质与配体物质的摩尔比为0.1～2，所述B位前驱体物质为包含阳离子B的溴化物、碘化物、氯化物或硫氰化物，所述配体物质为有机溴酸盐、有机碘酸盐或有机氯酸盐；
[0012]步骤S130，将A位前驱体溶液、B位及X位前驱体溶液混合，反应0.5～3h得到钙钛矿量子点溶液后，加入量子点保护层前驱体溶液、隔水配体溶液和高分子溶液，经加热搅拌后得到相应的钙钛矿量子点
‑
高分子混合溶液；
[0013]步骤S140，将钙钛矿量子点
‑
高分子混合溶液制成薄膜，经干燥后去除薄膜中的溶剂，用于光伏器件，所述光伏器件为晶硅太阳能电池、化合物太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、有机或聚合物太阳能电。
[0014]进一步地，在所述步骤S110中，含羧基有机物包括碳原子数至少为3的饱和或不饱和烷基酸，具体为乙酸、硬脂酸、甲酸、碳酸、异戊酸、戊酸、三甲基乙酸、碱式乙酸、酒石酸、月桂酸、油酸中的至少一种；含胺基有机物包括直链烷基胺或支链烷基胺。
[0015]进一步地，在所述步骤S120中，所述配体物质是四庚基溴化铵、四丁基溴化铵或四庚基碘化铵；所述有机溶剂是甲苯、1,2
‑
二甲苯、1,3
‑
二甲苯，1,4
‑
二甲苯，1,2,4
‑
三甲苯、1,2,3
‑
三甲苯、1,3,5
‑
三甲苯、氯苯等中的至少一种。
[0016]进一步地，在所述步骤S130中，将步骤S110得到的A位前驱体溶液注入步骤S120得到的B位及X位前驱体溶液中，控制A与B的摩尔比为0.1～5，经加热搅拌后得到相应的钙钛矿量子点溶液，加热温度为50～100℃。
[0017]进一步地，向钙钛矿量子点溶液中加入量子点保护层前驱体溶液和隔水配体，控制量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿量子点
‑
高分子复合薄膜，其特征在于，所述复合薄膜包括钙钛矿量子点、量子点保护层、隔水配体和高分子，所述钙钛矿量子点为内核，量子点保护层和隔水配体包覆在所述钙钛矿量子点外周，共同保护量子点，所述钙钛矿量子点组分为ABX3、A4BX6、A2BX6、AB2X5、A2BX4、A3B2X9、A
n
‑1B
n+1
X
3n+1
(n≥2)中的至少一种，A为CH3NH
3+
、NH2CHNH
2+
、C(NH2)
3+
、Cs
+
、Li
+
、Na
+
、K
+
、Rb
+
或碳原子数不小于3的有机胺阳离子中的至少一种；B为Pb
2+
、Cu
2+
、Sn
2+
、Mn
2+
、Zn
2+
、Cd
2+
、Ge
2+
、Sr
2+
、Bi
3+
、Eu
2+
、Yb
2+
、Sb
3+
、Tl
3+
、In
3+
、Cu
+
、Ag
+
、Pd
2+
、Pd
4+
中的至少一种；X为Cl
‑
，Br
‑
，I
‑
，SCN
‑
中的至少一种；量子点保护层为金属或其化合物，为ZnO、Al2O3、ZrO2、K2O、Li2O、HgO、SnO2、SiO2、Ni、Cu中的至少一种；隔水配体为含强疏水基团的有机物，高分子为乙烯
‑
乙酸乙烯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、乙丙橡胶、乙烯
‑
辛烯共聚物中的至少一种。2.根据权利要求1所述的钙钛矿量子点
‑
高分子复合薄膜，其特征在于，所述隔水配体为双(4
‑
氟苯基)苯基氧化膦、2
‑
氨基
‑5‑
三氟甲基吡啶、4
‑
(三氟甲基磺酰基)苯胺、3
‑
乙基
‑5‑
三氟甲基
‑
1,2,4
‑
三氮唑、甲基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、六甲基二硅胺烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷和三乙氧基甲基硅烷等中的至少一种。3.一种钙钛矿量子点
‑
高分子复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S110，称取一定量的钙钛矿量子点A位前驱体化合物分散于助溶剂中，得到A位前驱体溶液，所述A位前驱体化合物为包含阳离子A的碳酸盐、碘化物、硫酸盐或醋酸盐，所述助溶剂为含羧基和胺基的有机物；步骤S120，称取一定...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋健，黄胜，轩吴凡，肖植文，黄勇，
申请(专利权)人：江苏烨湫传感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：