[发明专利]一种钠和铜共掺杂铯铅溴钙钛矿量子点的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明涉及一种钠和铜共掺杂铯铅溴钙钛矿量子点的制备方法及其产品和应用，属于钙钛矿量子点改性研究技术领域。本发明公开了一种钠和铜共掺杂铯铅溴(CsPbBr₃)钙钛矿量子点的制备方法，采用溴化铅(PbBr₂)、油酸(OA)、油胺(OAm)、钠离子前驱体和铜离子前驱体在十八烯(ODE)中进行反应制备得到，一方面使铜离子(Cu²⁺)和钠离子(Na⁺)共掺杂A，B双格位取代的铯铅溴(CsPbBr₃)钙钛矿荧光量子点，最终制备得到的产物在光致发光量子产率、热稳定性等方面得到了有效提升，能够作为活性层封装电致发光二极管，通过掺杂离子激子重组的电致发光，实现了绿光到蓝光的转变。

技术领域

本发明属于钙钛矿量子点改性研究技术领域，涉及一种钠和铜共掺杂铯铅溴钙钛矿量子点的制备方法及其产品和应用。

背景技术

自2009年基于有机-无机铅卤钙钛矿太阳能电池首次报道以来，卤化物钙钛矿可谓当之无愧的明星材料，数十年间，其电池外效率已提升到25.2％。因其具有波长可调谐、高光吸收系数、超长载流子扩散长度等优势，卤化物钙钛矿在光伏、光电探测、照明、显示、激光等多个光电子领域有着诱人的应用前景。近年来，通过国内外学者们的共同努力，钙钛矿材料在光电领域和生物应用方面都取得了飞速的进展。相较于其体相材料，卤化物钙钛矿量子点的尺寸效应使其发光峰进一步窄化，光致发光效率更高。卤化物钙钛矿量子点丰富的表面使得性能可调控范围出现了大幅度的增加，许多新颖的光学性能、电学性能等应运而生，因此卤化物钙钛矿量子点在高清显示、荧光生物标记、电化学等领域也展现出了巨大的应用潜力。

基于卤化物钙钛矿量子点出色的发光特性，将其应用于显示领域，可实现较传统荧光粉更广的色域、更高的色纯度和显色指数。以全无机钙钛矿量子点为例，曾海波团队在室温下制备了高产率的多色量子点材料，得到了广色域、色温可调的白光LED。在此基础上为了减弱蓝光对人眼的伤害，研究人员通过掺杂、自捕获等方法制备了单组分白光钙钛矿量子点。

近年来，一些金属离子，例如Mn²⁺、Sn²⁺、Zn²⁺、K⁺等离子掺杂的无机卤化物钙钛矿量子点表现出了增强其的光学性能和稳定性的作用；然而，在电致发光中使电子与金属电子离子相联系仍然是一项艰巨的任务；有些离子的辐射跃迁率远小于与钙钛矿有关的激子的辐射跃迁率。因此，由于钙钛矿量子点中非辐射跃迁速率的极大增加，与金属离子相关的光致发光将被猝灭，这主要是由于在电场作用下注入的电荷载流子的频繁碰撞所致，特别是对于具有高密度钙钛矿的钙钛矿而言。

因此，为了实现金属离子的电致发光，有必要开发具有小缺陷的离子来对卤化物钙钛矿量子点进行掺杂。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种钠和铜共掺杂铯铅溴钙钛矿量子点的制备方法；本发明的目的之二在于提供一种钠和铜共掺杂铯铅溴钙钛矿量子点；本发明的目的之三在于提供一种钠和铜共掺杂铯铅溴钙钛矿量子点在制备用于封装发光二极管活性层材料方面的应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种钠和铜共掺杂铯铅溴钙钛矿量子点的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

将溴化铅(PbBr₂)、油酸(OA)、油胺(OAm)、钠离子前驱体和铜离子前驱体加入到十八烯(ODE)中，抽真空后通入氮气，搅拌20-30min后加热至100-120℃保持20-30min 进行反应，然后升温至150-160℃后保持15-30min进行反应，再升温至175-190℃后注入油酸铯前驱体，反应即可得到钠和铜共掺杂铯铅溴钙钛矿量子点。

优选的，所述溴化铅(PbBr₂)、油酸(OA)、油胺(OAm)的摩尔体积比为0.4-1:2:2，mmol:mL:mL；