[发明专利]一种高荧光效率有机无机杂化钙钛矿材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机无机杂化钙钛矿材料及制备方法，具体地，涉及一种高荧光效率有机无机杂化钙钛矿材料及制备方法。

背景技术

传统的绿色荧光材料主要由稀土氧化物等原料组成，原料较为昂贵，且制作工艺往往需要焙烧等高耗能工艺，且荧光发射波长调控困难(张吉林,洪广言.稀土纳米发光材料研究进展[J].发光学报,2005,26(3):285-293.)因此开发一种制备工艺简单，造价低廉的高效荧光材料非常具有现实意义。CH₃NH₃PbX₃型有机无机杂化钙钛矿材料是一种新兴的光伏材料，其合成材料储量丰富，合成条件温和，使其成为理想现有荧光发光材料的替代品，然而现有的杂化钙钛矿荧光材料存在制备过程需要甲苯等有毒溶剂且荧光效率低等问题，限制了其大规模应用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高荧光效率有机无机杂化钙钛矿材料及制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种高荧光效率有机无机杂化钙钛矿材料,所述高荧光效率有机无机杂化钙钛矿材料的结构为钙钛矿晶型，分子式为Ay·CH₃NH₃PbX₃，其中A为氨基酸，0.1<y<0.5,X为Cl、Br、I中的至少一种。

优选地，所述分子式Ay·CH₃NH₃PbX₃中，A为5-氨基戊酸、4-氨基丁酸中的至少一种，5-氨基戊酸(5-AVA)、4-氨基丁酸(GABA)碳链长度和结构与CH₃NH₃PbX₃较为匹配，其他更长链或者短链氨基酸难以与CH₃NH₃PbX₃发生作用，得到的荧光物质效率较差。

优选地，所述分子式Ay·CH₃NH₃PbX₃中，X为Br。

本发明还提供了一种高荧光效率有机无机杂化钙钛矿材料的制备方法,包括如下步骤：

荧光材料前驱体溶液的制备：将氨基酸A与甲胺盐MAX、卤化铅PbX₂直接溶解到溶剂中，得到荧光材料前驱体溶液；

荧光材料的涂覆：将得到的荧光材料前驱体溶液通过旋涂或丝网印刷于基片上，室温干燥后即得到涂覆有高荧光效率有机无机杂化钙钛矿材料的器件。

优选地，所述甲胺盐MAX、卤化铅PbX₂中的X为Cl、Br、I中的至少一种。

优选地，所述氨基酸A、甲胺盐MAX和卤化铅PbX₂的摩尔比为(0.12～0.48):1:1。

氨基酸A的比例低于0.12则得到的样品表面粗糙，且荧光效率低下；高于0.48则氨基酸难以溶解在前驱体溶液中，造成荧光样品分布不均一。

优选地，所述溶剂为N，N-二甲基甲酰胺DMF、二甲基亚砜DMSO、γ-羟基丁酸内酯GBL中的一种或多种。

优选地，所述旋涂速率为3000～4000R/min、旋涂时间为20～60s。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明制备的高效荧光材料，其合成过程中无需锫烧等高耗能工艺，同时无需使用高毒性的甲苯等溶剂，具有低能环保的特点。

2、本发明制备的荧光材料其发射波长可以通过调整材料中氨基酸的类型和卤素的组合来调整，实现通过简单的工艺得到所需的荧光材料。

3、本发明制备的高效荧光材料，可以以溶液形式(分散在溶液中)直接应用(涂覆)于器件表面，为其实际应用提供了很大的便利。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为实施例1所得5-ACA_0.48·CH₃NH₃PbBr₃材料的XRD图；

图2为实施例1所得5-ACA_0.48·CH₃NH₃PbBr₃材料的SEM图；

图3为实施例1所得5-ACA_0.48·CH3NH₃PbBr₃材料的荧光发射图；