[发明专利]一种铯铅卤无机钙钛矿量子点/透明高分子复合薄膜

说明书

本发明涉及一种铯铅卤无机钙钛矿量子点/透明高分子复合薄膜，属于全无机钙钛矿量子点的制备领域。该复合薄膜的制备包括以下步骤：1)将卤化铅、卤化铯、表面配体溶解于第一溶剂中，制备前驱体溶液；2)在搅拌下将前驱体溶液滴加到高分子溶液中，得到胶体溶液；利用胶体溶液制膜即可；高分子溶液由透明高分子材料溶解于第二溶剂中制成，所述第二溶剂不溶解铯铅卤量子点。本发明提供的铯铅卤无机钙钛矿量子点/透明高分子复合薄膜，实现了量子点的生成和高分子树脂原位封装，整个工艺流程简单，可重复性强，生产过程污染小，能耗少，原料来源广泛，可实现批量生产，具有良好的实用效果。

技术领域

本发明属于全无机钙钛矿量子点的制备领域，具体涉及一种铯铅卤无机钙钛矿量子点/透明高分子复合薄膜。

背景技术

全无机钙钛矿量子点CsPbX₃(X＝Cl,Br,Cl)因具有优异的光学性能，在光电领域引起了极大的关注，如背光源显示，三色发光二极管，太阳能电池，光电探测器以及荧光探针等。量子点(quantum dots,QDs)是一种在零维量子系统定义的纳米材料，在三维方向上都受到限制的粒子。量子效应有量子尺寸效应，量子限域效应，表面效应，当粒子尺寸小于一定数值时，费米能级附近的电子级变为不连续的能级，出现能隙变宽的现象，电子处于束缚状态，容易形成激子，并且量子点的比表面积很大，表面活性高容易产生缺陷。量子效应对材料光学性质的影响主要为：通过调节量子点的尺寸可以调节光谱的波长，并且具有较窄的发射谱带，较大的光吸收截面。

与传统半导体量子点相比，CsPbX₃量子点材料具有以下性能优势：(1)通过卤素比例调节，可改变纳米晶的带隙宽度，使其发光可覆盖整个可见光范围，(2)宽激发，即不同发射波长的纳米晶可以被波长在350～400nm范围内的单一光源激发；(3)色纯度高，发射峰的半高宽只有12～42nm，比传统量子点及有机染料要窄很多；(4)较高的缺陷容忍度，使其在没有钝化修饰的情况下，荧光量子产率可达到100％。这些优点奠定了其在光电器件和生物医学等领域的应用基础。因为钙钛矿量子点的荧光峰半峰宽非常窄，所以具有高亮度的荧光和高饱和度的色彩，这正好满足了宽色域液晶显示和高显色指数照明的要求。钙钛矿量子点提供的色彩纯净度相当高，它可以发出相当纯净的红、绿、蓝三色光，NTSC标准下的色域值高达140％，与传统量子点相比，CsPbX₃(X＝Cl,Br,Cl)拥有极高的缺陷容忍能力。随着全无机铯铅卤钙钛矿纳米晶合成工艺的不断改进和性能的提高，直接推动了其作为荧光材料在诸多研究领域的应用。

铯铅卤量子点对极性溶剂的敏感直接影响它的应用。处于极性溶剂(如水)环境中，量子点荧光特性短时间迅速退化直至消失。铯铅卤钙钛矿在极性溶剂中的溶解度很高，即使低剂量的极性溶剂也会导致量子点的分解，进而破坏量子点结构，影响量子点发光。研究表明，水中浸泡3h后，量子点荧光性能下降80％左右。另外，钙钛矿量子点长期处于空气中时，量子点在空气中水氧的共同作用下发生分解，严重影响其长期稳定性。

申请公布号为CN108034391A的中国发明专利申请公开了一种具有光转换功能的太阳能电池EVA封装胶膜材料及其制备方法，其是将EVA溶解在二氯甲烷中形成EVA的二氯甲烷溶液，将铯铅卤量子点分散到有机溶剂中形成分散液，分散液加入到EVA的二氯甲烷溶液中，再加入交联剂反应后烘干成膜，制成透明光转换胶膜材料。

现有复合薄膜材料是利用铯铅卤量子点分散液和EVA溶液混合制备薄膜材料，该制备过程中，铯铅卤量子点经历了反应生成、分离沉淀、再分散等多个阶段，由于全无机铯铅卤量子点对空气、水、极性溶剂敏感导致其稳定性差，以上多个操作及转移过程，容易破坏量子点的结构，从而使薄膜制品的发光性能变差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铯铅卤无机钙钛矿量子点/透明高分子复合薄膜，以解决现有方法容易破坏量子点结构，导致量子点的发光性能变差的问题。

为实现上述目的，本发明的铯铅卤无机钙钛矿量子点/透明高分子复合薄膜的技术方案是：