[发明专利]一种钙钛矿量子点及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种钙钛矿量子点及其制备方法和应用。所述制备方法包括以下步骤：所述制备方法包括以下步骤：(1)将预处理剂溶液与介孔材料混合，得到预处理后的介孔材料；(2)将介孔材料与钙钛矿量子点前驱体材料混合，动态烧结，得到所述钙钛矿量子点材料；钙钛矿量子点的化学通式为CsBX₃，B包括Pb和/或Sn，X包括Cl、Br或I中的任意一种或至少两种的组合。本发明在制备钙钛矿量子点的过程中，通过介孔材料搭配动态烧结，两者协同作用，使量子点材料充分进入介孔材料，避免烧结过程中的混料不匀、温度不均和颗粒粘连等现象，使得得到的量子点同步实现了荧光效率的提升，荧光波长红移，半峰宽的减小以及稳定性的提升。

技术领域

本发明属于钙钛矿量子点技术领域，涉及一种钙钛矿量子点及其制备方法和应用。

背景技术

随着科技发展，量子点显示技术已成为现代光电产品最重要的组成部分之一。光电产品的普及和发展对材料显示性能、稳定性和环保性等诸多方面的要求日益提高。与传统半导体量子点相比，铅卤钙钛矿量子点由于其卓越的光学性质、较低的合成成本和环境友好等特性近年来逐步成为显示领域的有力竞争者。

全无机含铅钙钛矿量子点由于具有高荧光量子点效率、窄发射、宽色域等优点而被广泛研究应用于光电器件。目前的铅卤钙钛矿量子点材料在湿度、氧环境、紫外光、热氛围等严苛条件下难以保持良好的稳定性，极大影响了在显示领域的实际应用。目前多采用热注射法和溶解-沉淀法合成全无机含铅钙钛矿量子点，合成的量子点具有良好的单分散性、高荧光量子点效率、窄谱带发射以及可调的发光，但是，使用油酸和油胺修饰合成的钙钛矿量子点的水和热稳定性较差(J.Am.Chem.Soc.2016,138,5749；Angew.Chem.Int.Edit.,2017,DOI:10.1002/anie.201703703)，这直接影响钙钛矿量子点的应用性能和前景。虽然文献报道使用X射线辐射、介孔二氧化硅吸附、二氧化硅的包覆等方法可以改善量子点在潮湿空气中稳定性，但是量子点的水和热稳定性仍然不能满足实际应用的需求。其中，核壳结构被认为是提高量子点稳定性的有效手段之一，通过包覆层将量子点与外界环境隔绝，能够极大提高量子点耐候性和使用寿命。

而现有介孔材料煅烧方法的制备过程中，钙钛矿前驱体或体相材料通过熔融或气态进入介孔材料的孔道中，因此在静态烧结的方法下，不可避免地出现产品不均匀的情况。

如CN111454713A公开了一种钙钛矿量子点粉体、其制备方法及钙钛矿量子点功能材料，所述钙钛矿量子点粉体的制备方法包括：将铯盐与金属盐溶于超纯水中得到溶液，其中，金属盐为铅盐、锡盐或锗盐；向溶液中加入分子筛粉体，得到混合料液；对混合料液进行喷雾干燥，得到干燥物料；将干燥物料煅烧，得到钙钛矿量子点粉体。

上述文献采用静态烧结的方式，其不可避免地出现产品不均匀的情况，包括(1)即使选择适宜的温度，在介孔材料中生成的量子点也会有垂直方向的梯度分布，从而使得产品不均一而无法放大生产；(2)由于物料堆叠阻挡使得钙钛矿成分无法自由充分的进入介孔材料的孔道中，也造成了最终产品中量子点分布的不均匀；(3)静态烧结的传热过程使得介孔材料闭合时机不一致，量子点的尺寸不均匀从而造成发光半峰宽变大，显示效果下降；(4)静态烧结环境下，介孔材料坍塌会带来相邻块体的粘连，从而加大颗粒尺寸和分布范围，对后续应用带来分散难题。

因此，如何提升钙钛矿量子点的稳定性，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钙钛矿量子点及其制备方法和应用。本发明通过制备钙钛矿量子点的过程中，结合介孔材料搭配动态烧结，两者协同作用，使量子点材料充分进入介孔材料，避免烧结过程中的混料不匀、温度不均和颗粒粘连等现象，得到了浓度和尺寸均一的钙钛矿量子点材料，使得得到的量子点同步实现了荧光效率的提升，荧光波长红移，半峰宽的减小以及稳定性的提升，适用于大批量生产。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：