[发明专利]一种改性钙钛矿量子点及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性钙钛矿量子点及其制备方法，其中，方法包括步骤：提供一种钙钛矿量子点；将所述钙钛矿量子点与金属卤化物混合在有机溶剂中，使金属卤化物中的金属离子与钙钛矿量子点中的Pb²⁺离子发生部分交换，制得所述改性钙钛矿量子点。本发明利用金属卤化物中的卤素离子修复钙钛矿量子点表面的缺陷，同时利用金属离子与钙钛矿量子点中的Pb²⁺离子进行交换，得到晶体结构稳定的改性钙钛矿量子点，离子交换反应改变了钙钛矿量子点的晶格，使得改性后的钙钛矿量子点能够发射不同的发光波长且半峰宽基本一致，发光颜色纯度较高。

技术领域

本发明涉及量子点领域，尤其涉及一种改性钙钛矿量子点及其制备方法。

背景技术

由于量子点具有荧光量子效率高，发光颜色可调等优点，使得近三十年来，对半导体量子点的研究长盛不衰。尽管量子点的发展如此迅猛，其主导材料依然局限在纤锌矿或闪锌矿结构的镉基量子点上。一般制备高质量的镉基量子点材料，通常采用厚核壳结构技术，制备周期长(2-50h)，反应温度髙(200℃)，工艺复杂，在未来商品化过程中将面临成本与价格方面的巨大挑战。发展髙品质的、无镉、有自主产权的新型量子点已经成为目前人们亟待解决的问题。因此，关于无镉的钙钛矿量子点的研究受到的关注。

钙钛矿量子点主要由三种离子组成，一般结构式ABX₃(X＝Cl、Br、I)，A主要由CH₃NH₃⁺，HC(NH₂)²⁺，Cs等离子，B主要是Pb。钙钛矿量子点作为一类新型发光材料发展迅速，具有超高的光致发光量子效率(90％)和窄线宽(12-40nm)，钙钛矿量子点发光二极管(LED)的外量子效率仅两年就由最初化0.12％猛增到6.27％。与传统的Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点相比，钙钛矿量子点无需核/壳结构就能表现出高效的发光性能，并且发光波长更易于调控，甚至在室温条件下就能实现在整个可见区范围内任意调节使得钙钛矿量子点在固态照明及显示等领域具有重要的应用前景。目前基于钙钛矿量子点的广色域白光发光二极管的色域范围己经达到130％NTSC标准，这显示出了钙钛矿量子点在显示领域的巨大应用潜力。

一般情况下，钙钛矿量子点合成典型方法为热注入法。先将碳酸铯、油胺及十八烯置于三颈烧瓶中，在氮气氛围下加热，使碳酸铯完全溶解，得到铯的前驱体溶液。将油胺、油酸及卤化铅置于三颈烧瓶中，在氮气氛围下加热，使卤化铅在溶液中完全溶解，并快速升温，迅速注入已经制备好的铯前驱体溶液，反应几秒，在冰水混合物中冰浴，离心得到沉淀，将沉淀溶解在有机溶剂中，制备出量子点。

然而，通过热注入法制备的钙钛矿材料由于表面离子数不平衡、悬空键多，导致较多的形成表面缺陷，限制其应用于发光领域。由于钙钛矿量子点在空气、高温、光照和水等环境下稳定性较差，成为其应用的主要障碍。

将不同发光波长的钙钛矿量子点组合在一起，经过电流激发，可以制备出白光二极管。通过调整不同波长量子点的比例，可以制备出高显色指数的白光二极管。目前，制备不同发光波长的钙钛矿量子点一般采用控制量子点的尺寸、形貌实现。控制钙钛矿量子点的尺寸、形貌实现不同发光波长需要改变实验条件制备不同发光的量子点，但是，这过程需要严格实验变量，否则会导致量子点的尺寸、形貌不均一而引起的波长偏移、半峰宽变宽等缺点。通过控制量子点的尺寸、形貌的方式实现不同发光量子点制备成单一体系白光LED仍然存在一些缺陷。

因此，现有技术还有待于改进。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种改性钙钛矿量子点及其制备方法，旨在解决由于现有钙钛矿量子点表面缺陷较多的问题。

本发明的技术方案如下：

一种改性钙钛矿量子点的制备方法，其中，包括步骤：

提供一种钙钛矿量子点；