[发明专利]钙钛矿团簇溶液及其制备方法、光电器件

说明书

本申请属于光电技术领域，尤其涉及一种钙钛矿团簇溶液及其制备方法，以及一种光电器件。其中，钙钛矿团簇溶液的制备方法，包括以下步骤：将镧系稀土金属盐水合物、有机羧酸、有机胺配体与钙钛矿原材料配置成前驱体溶液；将所述前驱体溶液与反溶剂进行混合处理，纯化得到钙钛矿团簇溶液。本申请钙钛矿团簇溶液的制备方法，通过镧系稀土金属盐水合物、有机羧酸和有机胺配体三者之间的协同作用，有效钝化了钙钛矿团簇的表面缺陷，调控钙钛矿团簇的聚集生长速率，提高了钙钛矿团簇在溶液环境中的稳定性，得到小尺寸、强稳定性、高荧光量子产率的钙钛矿团簇。

技术领域

本申请属于光电技术领域，尤其涉及一种钙钛矿团簇溶液及其制备方法，以及一种光电器件。

背景技术

纳米团簇是通过物理或化学作用力键合在一起的、相对稳定的微观或亚微观原子或分子聚集体。因其小尺寸和表面可塑性，在自组装材料、光电器件、生物标记、医疗及太阳能电池等领域成为研究的热点。纳米团簇的形貌对其电子结构和光学性质有很大的影响，通过调节半导体纳米团簇的微观结构，可设计出具有特定性能的材料。同时，纳米团簇可以作为构筑单元，通过常规的化学路线或其他自组装策略可制备出良好对称性和几何形状的超结构材料，并可进一步转化为具有特殊结构的纳米材料。

钙钛矿团簇作为介于钙钛矿材料微观结构(原子、分子)与宏观物质(量子点、薄膜和块体)之间的多核聚集体，是关联两者之间的理想模型。钙钛矿团簇具有量子效应、比表面积(S/V)高、尺寸和组分可调、易于对表面缺陷进行功能化处理等独特的理化性质而备受关注。钙钛矿团簇表现出量子材料独特的光电性质，在基础研究和应用中都有着广泛的应用前景，特别是可以作为制作成更大尺寸的纳米结构，如钙钛矿量子点或钙钛矿纳米晶等，应用于生物成像、蓝色发光二极管(LEDs)和传感器等方面。因此，理解钙钛矿材料从钙钛矿团簇演变过程中呈现的新的光学性质及演变过程机理，能够为设计和制造具有优良性能的钙钛矿量子功能器件提供借鉴和理论依据。

目前，在实验方案设计上，通过对钙钛矿原材料、表面钝化有机配体、溶剂、反溶剂的选择和调控，控制反应体系在分子聚集成键的过程中生成钙钛矿团簇，但是生成的钙钛矿团簇由于表面大量缺陷和配体悬挂键容易致使钙钛矿团簇的团聚，不利于反应生成组分均一的钙钛矿团簇。目前合成的钙钛矿团簇不能长期在溶剂中稳定存在，容易团聚降解或继续生长成尺寸较大的钙钛矿纳米晶。另外，钙钛矿团簇对环境高度敏感，在自然环境中非常不稳定，尤其是对H₂O具有很强的不稳定性。从而导致钙钛矿团簇的光致发光量子产率较低。

发明内容

本申请的目的在于提供一种钙钛矿团簇溶液及其制备方法，以及一种光电器件，旨在一定程度上解决现有钙钛矿团簇容易团聚降解，稳定性差，不能长期在溶剂中稳定存在的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种钙钛矿团簇溶液的制备方法，包括以下步骤：

将镧系稀土金属盐水合物、有机羧酸、有机胺配体与钙钛矿原材料配置成前驱体溶液；

将所述前驱体溶液与反溶剂进行混合处理，纯化得到钙钛矿团簇溶液。

第二方面，本申请提供一种钙钛矿团簇溶液，所述钙钛矿团簇溶液中钙钛矿团簇表面结合有有机羧酸和有机胺配体，以及镧系稀土金属盐水合物形成的分子包覆层。

第三方面，本申请提供一种光电器件，所述光电器件中包含有上述方法制备的钙钛矿团簇溶液，或者上述的钙钛矿团簇溶液。