[发明专利]一种卤素调控钙钛矿荧光材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种卤素调控钙钛矿荧光材料的制备方法及其应用。属于发光材料领域，步骤：将PbCl₂溶解在盐酸溶液中，制得含有PbCl₂的盐酸溶液；滴加有机胺溶液，得混合溶液，加热搅拌，加入盐酸溶液，制得反应物混合溶液；冷却后析出晶体；真空抽滤，洗涤干燥，制得卤素调控钙钛矿荧光材料。本发明所述的钙钛矿材料荧光材料为(X‑PMA)₂PbCl₄，其中(X＝Cl,Br,PMA＝苄胺)；利用本发明的方法可以简单、低成本制备出稳定性高，具有高荧光强度的钙钛矿材料；利用本发明中的改变有机胺上卤素种类及位置从而调控钙钛矿材料的荧光发射位置，强度以及半峰宽宽度，对于在光学器件中的光学性能调控具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于发光材料领域，具体涉及一种卤素调控钙钛矿荧光材料的制备方法及其应用。

背景技术

有机无机杂化钙钛矿材料自第一次被用于太阳能电池的光吸收器以来，引起了广泛关注。由于是从溶液中制备获得，较高的可加工性赋予材料性质可调控性。制备成本低，方法简单以及性质可调控性等优势使得有机无机杂化钙钛矿材料不仅应用于上述的太阳能电池的光吸收器上，还广泛应用于其他的光电材料和器件，比如光电探测器、波导、激光器以及发光二极管等。

由于材料的性能多由无机骨架的维度和形状决定，人们通常采用更改有机无机配体的比例实现对钙钛矿材料光学性质的调控。但是这种方法制备的钙钛矿材料的稳定性有所欠缺，并且缺乏规律性和系统性。有机阳离子的种类也可以改变材料的结构从而改变和调控光电特性，通过在有机胺上引入不同的的卤素，改变卤素的位置，从而调控钙钛矿材料的荧光发射峰，目前更多的研究是集中在更改配体比例上，关于卤素种类及位置调控光学性能的研究较少。

发明内容

发明目的：本发明的目的是克服了现有技术存在的不足之处，提供了一种卤素调控钙钛矿荧光材料制备方法。本发明通过溶液法制备出有机无机杂化钙钛矿，在制备过程中，通过在有机胺上引入不同种类的卤素和更改卤素的位置从而对材料的的荧光发射位置及强度进行了一定程度的调控，荧光发射位置，强度以及发射半峰宽都呈现相应的改变，由此方法制备出的钙钛矿材料荧光发射强度大，且发射的半宽峰大，且材料具有良好的热稳定性和水稳定性。并且制备方法简单，成本低廉，可重复性高。

本发明的另一个目的是在于提供以上制备出的有机无机杂化钙钛矿应用于发光材料中。

技术方案：本发明所述的一种卤素调控钙钛矿荧光材料的制备方法，其具体操作步骤如下：

(1)、将预备的PbCl₂溶解在盐酸溶液中，从而制得含有PbCl₂的盐酸溶液；

(2)、向制得含有PbCl₂的盐酸溶液中缓慢滴加有机胺溶液，得混合溶液；

将制得的混合溶液进行加热并搅拌均匀，再加入适量的盐酸溶液(边搅拌边加入盐酸溶液)，从而制得含有PbCl₂和有机胺溶液的反应物混合溶液(澄清透明溶液)；

(3)、将上述反应物混合溶液缓慢冷却后，在特定温度下待溶剂挥发后析出晶体；

(4)、对上述所制备得到的晶体进行真空抽滤，洗涤干燥，最终制得卤素调控钙钛矿荧光材料。

进一步的，在办发明的制备过程当中，仅使用盐酸溶液一种溶剂。

进一步的，步骤(1)中，所述预备的PbCl₂与盐酸溶液的摩尔比为1:200-250；优选为1:200。

进一步的，在步骤(2)中，所述有机胺溶液是2-Cl苄胺、3-Cl苄胺、4-Cl苄胺、2-Br苄胺、3-Br苄胺及4-Br苄胺中的一种；

所述含有PbCl₂的盐酸溶液与有机胺溶液的质量比为1：1-2；优选为1:2。