【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及近红外光电，尤其涉及一种双钙钛矿材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、近红外光是波长在780-2526nm范围内的电磁波，以1100nm波长为界，可将其划分为短波近红外(780-1100nm)和长波近红外(1100-2526nm)。由于近红外光具有高的时空分辨率和深的组织穿透优势，在医疗、探测和通信领域已获得广泛应用。钙钛矿材料(apbx3)由于具有三维晶体的高度对称性和pb2+独特的电子结构，是未来高质量光源和高清晰显示最具潜力的候选材料之一。但由于该材料含有pb2+，因此具有一定的毒性。此外，由于该材料中的a+阳离子，通常为有机离子或有机无机杂化离子，所以在遇到空气中的水和氧时易发生分解，因此存在空气中稳定性差、器件寿命低等缺点。
2、为降低钙钛矿材料中pb2+的毒性，研究人员采用异价取代的方法，将apbx3材料中的pb2+替换为无毒或低毒的三价过渡金属或稀土金属离子，形成具有空间调控、结构稳定性较强的双金属型双钙钛矿(a2b+b3+x6，典型的a为cs+，b+为ag+、na+、k+、li+等；b3+为bi3+、sb3+、in3+等；x为卤素阴离子)。其中，a2b+b3+x6是由一个一价和一个三价阳离子取代了两个铅离子形成的三维双金属型双钙钛矿材料，其具有多变的化学组成，使得该类材料展现出载流子寿命长、带隙可调节、制备方法简单且具有较好的稳定性等优点，在光伏电池、发光二极管(led)、光电探测器等领域具有广阔的应用前景。
3、然而，未进行离子掺杂的双金属型双钙钛矿材料的发光波长主要集中
4、因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种双钙钛矿材料及其制备方法与应用，旨在解决现有双钙钛矿材料发光波长范围较小的问题。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术的第一方面，提供一种双钙钛矿材料，所述双钙钛矿材料的化学式为cs2aerzbi1-zx6，其中，a为ag、na、k中的一种，x为卤素阴离子中的一种或两种，0＜z＜1。
4、优选的，所述双钙钛矿材料的化学式为cs2naerzbi1-zi6-ycly、cs3erzbi1-zi6-ycly、cs2naerzbi1-zi6或cs2naerzbi1-zcl6，其中，0＜y＜6。例如，所述双钙钛矿材料的化学式可以为cs2naer0.05bi0.95cl6、cs2naer0.05bi0.95i5.5cl0.5、cs2naer0.05bi0.95i6等，但不限于此。
5、本专利技术的第二方面，提供上述双钙钛矿材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
6、将csx、ax、erx3与bix3溶解在氢卤酸溶液中，形成双钙钛矿前驱体溶液；
7、使所述双钙钛矿前驱体溶液进行水热反应，得到化学式为cs2aerzbi1-zx6的双钙钛矿材料。
8、优选的，所述csx、ax、erx3与bix3的摩尔比为2：1：z：(1-z)。
9、优选的，所述水热反应的温度为150～180℃，时间为4～12h。
10、优选的，在所述双钙钛矿前驱体溶液进行水热反应后，得到双钙钛矿溶液，再对所述双钙钛矿溶液依次进行冷却处理、洗涤处理和干燥处理。
11、优选的，所述冷却处理具体为：将双钙钛矿溶液冷却至室温。
12、优选的，所述洗涤处理具体为：从双钙钛矿溶液中过滤出双钙钛矿粉，采用无水乙醇、甲醇、异丙醇中的一种对所述双钙钛矿粉进行洗涤。
13、优选的，所述干燥处理具体为：将洗涤处理后的双钙钛矿粉在60～100℃的温度下干燥4～12h。
14、本专利技术的第四方面，提供上述双钙钛矿材料在光电探测器、光伏电池和发光二极管中的应用。
15、有益效果：本专利技术提供一种双钙钛矿材料及其制备方法与应用，本专利技术提供的双钙钛矿材料通过一价的a(ag、na、k中的一种)离子与三价的er、bi离子取代了常规双钙钛矿中的二价的pb离子，使其毒性大大降低。并且，由于稀土元素er对过渡金属元素bi能级的调控，使本专利技术的双钙钛矿材料能够实现发光中心为1542nm的发光峰。
16、采用本专利技术提供的双钙钛矿材料制备的探测器可实现可见-近红外波段的(447-1550nm)探测，其中，可见光区域i光/i暗可达104，特别的，1550nm和1310nm的i光/i暗大于102。
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1.一种双钙钛矿材料，其特征在于，所述双钙钛矿材料的化学式为Cs2AErZBi1-ZX6，其中，A为Ag、Na、K中的一种，X为卤素阴离子中的一种或两种，0＜Z＜1。
2.根据权利要求1所述的双钙钛矿材料，其特征在于，所述双钙钛矿材料的化学式为Cs2NaErZBi1-ZI6-yCly、Cs3ErZBi1-ZI6-yCly、Cs2NaErZBi1-ZI6或Cs2NaErZBi1-ZCl6，其中，0＜y＜6。
3.一种权利要求1所述的双钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的双钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，所述CsX、AX、ErX3与BiX3的摩尔比为2：1：Z：(1-Z)。
5.根据权利要求3所述的双钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为150～180℃，时间为4～12h。
6.根据权利要求3所述的双钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，在所述双钙钛矿前驱体溶液进行水热反应后，得到双钙钛矿溶液，再对所述双钙钛矿溶液依次进行冷却处理、洗涤处理和干燥处理。
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1.一种双钙钛矿材料，其特征在于，所述双钙钛矿材料的化学式为cs2aerzbi1-zx6，其中，a为ag、na、k中的一种，x为卤素阴离子中的一种或两种，0＜z＜1。
2.根据权利要求1所述的双钙钛矿材料，其特征在于，所述双钙钛矿材料的化学式为cs2naerzbi1-zi6-ycly、cs3erzbi1-zi6-ycly、cs2naerzbi1-zi6或cs2naerzbi1-zcl6，其中，0＜y＜6。
3.一种权利要求1所述的双钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的双钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，所述csx、ax、erx3与bix3的摩尔比为2：1：z：(1-z)。
5.根据权利要求3所述的双钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为150～180℃...
【专利技术属性】
技术研发人员：李波波，农培胜，仇明侠，方铉，张海汐，张旺，吴紫棋，刘雅雯，韩培刚，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：发明
国别省市：
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