[发明专利]一种全无机CsPbX3钙钛矿纳米晶的合成方法

说明书

本发明公开了一种全无机CsPbX₃钙钛矿纳米晶的合成方法，X为Cl、Br或I，无需加入相转移剂，具体包括：将前驱体加入溶解有油酸和油胺的十八烯中，搅拌的同时加热至110～160℃，然后用冰水冷却，加入乙酸乙酯进行沉淀，最后固液分离除去上清液，即得，上述十八烯、油酸和油胺的体积比为8～12∶0.8～1.2∶0.8～1.2。本发明的合成方法直接加热一步合成CsPbX₃纳米晶，无需氮气保护和任何极性溶剂，且克服了上述两种方法重现性差这一难题，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明具体涉及一种全无机CsPbX3钙钛矿纳米晶的合成方法。

背景技术

CsPbX₃(Cl、Br、I)钙钛矿纳米晶具有荧光量子产率高，光谱可调(410-700nm)，良好的缺陷容忍度等优点，已经被人们广泛应用于激光、传感、LED显示、太阳能电池等领域。基于上述优点及其良好应用前景，CsPbX₃(Cl、Br、I)钙钛矿纳米晶的合成受到了人们的广泛关注。目前，合成CsPbX₃的方法主要有两大类：热注入方法和溶剂辅助共沉淀法。热注入方法主要是通过高温溶剂(十八碳烯、油酸、油胺)在氮气保护下分别溶解Cs₂CO₃和PbX₂(Cl、Br、I)作为前驱体，然后将一种前驱体溶液往另外一种前驱体溶液里面注入并迅速冰水冷却，停止其反应，得到的尺寸往往比较均一，且没有引入任何极性溶剂。溶剂辅助共沉淀法则是通过N，N二甲基甲酰胺(DMF)作为良溶剂，将PbX₂(Cl、Br、I)和Cs₂CO₃溶于DMF中，然后加入到甲苯、正己烷等憎溶剂中，室温下即可得到CsPbX₃纳米晶，但由于DMF是极性溶剂，CsPbI₃的稳定性比较差，无法通过这个方法得到。此外，由于这个合成反应是复分解反应，反应速度极为迅速(往往1-3s即可完成)，因此，对上述反应的注入时间要求极为苛刻，且实验放大到大批量合成时(例如达到升(L)级别时)，往往由于加入时间跟位置不一致，导致局部浓度过大，而成核不均，最终导致产品的重现性较差，因而限制了其方法的进一步拓展。因此，开发一种具有高重现性、简单、绿色制备方法用于CsPbX₃钙钛矿纳米晶的合成具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对目前CsPbX₃纳米晶合成重现性较差，且往往需要氮气保护或者极性溶剂参与等缺陷，提供一种全无机CsPbX3钙钛矿纳米晶的合成方法。

本发明的技术方案如下：

一种全无机CsPbX₃钙钛矿纳米晶的合成方法，X为Cl、Br或I，无需加入相转移剂，具体包括：将前驱体加入溶解有油酸和油胺的十八烯中，搅拌的同时加热至110～160℃，然后用冰水冷却，加入乙酸乙酯进行沉淀，最后固液分离除去上清液，即得，上述十八烯、油酸和油胺的体积比为8～12∶0.8～1.2∶0.8～1.2。

在本发明的一个优选实施方案中，所述X为Cl，前驱体包括铯前驱体、铅前驱体和氯前驱体，其中，铯前驱体为碳酸铯或者醋酸铯，铅前驱体为硬脂酸酸铅或者油酸铅，氯前驱体为三氯聚氰、苄氯或者六氯磷腈，上述铯前驱体、铅前驱体和氯前驱体的摩尔比为：0.05～0.1mmol∶0.05～0.1mmol∶0.15～0.3mmol。

在本发明的一个优选实施方案中，所述X为Br，前驱体包括铯前驱体、铅前驱体和溴前驱体，其中，铯前驱体为碳酸铯或者醋酸铯，铅前驱体为硬脂酸酸铅或者油酸铅，溴前驱体为苄溴，上述铯前驱体、铅前驱体和溴前驱体的摩尔比为：0.05～0.1mmol∶0.05～0.1mmol∶0.15～0.3mmol。