[发明专利]一种稳定分散的全无机CsPbBr3

说明书

本发明公开了一种稳定分散的全无机CsPbBr₃钙钛矿纳米棒的制备方法：将PbBr₂和CsOAc分别溶于DMF，搅拌至完全溶解，得到PbBr₂前驱体和CsOAc溶液；在CsOAc溶液中依次加入油酸、烷基胺和烷基硫醇获得CsOAc前驱体；室温下，将PbBr₂前驱体和CsOAc前驱体依次注入反溶剂中，搅拌使其反应完全，通过离心除去上清液，随后加入分散剂重新分散沉淀并再次离心，提取上清液得到CsPbBr₃钙钛矿纳米棒溶液。本发明所需原料廉价易得，制备方法简便快捷，所制备的CsPbBr₃钙钛矿纳米棒具有良好的分散性和优异的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种稳定分散的全无机CsPbBr₃钙钛矿纳米棒及其制备方法，属于半导体纳米材料制备技术领域。

背景技术

与传统荧光材料材料相比，钙钛矿纳米晶因其优异的光电性能如发光波长可调性好、发光效率高和发光谱线窄等，在太阳能电池、发光二极管、光电探测器以及激光器领域具有良好的应用前景，成为当前的研究热点。根据组成离子的种类，钙钛矿材料分为有机-无机杂化钙钛矿和全无机钙钛矿；有机-无机杂化钙钛矿材料主要包括MAPbX₃和FAPbX₃(X＝C1,Br,I)，由于其带隙值较小，吸收光谱覆盖可见光区，同时还具有较高的电子和空穴迁移率，因此常用作太阳能电池的吸收层；此外，有机-无机杂化钙钛矿材料具有良好的发光性能，因而也被应用于发光二极管。然而该类材料含有有机阳离子，导致其稳定性较差，一定程度上限制了其在太阳能电池和发光领域的应用。

近年来，全无机CsPbX₃(X＝C1,Br,I)钙钛矿纳米晶材料具有荧光量子产率较高、发射波长基本覆盖可见光区、载流子扩散距离较长、合成方法简便以及制备成本低廉等特性，逐渐吸引了科学界和产业界的广泛关注。此外，与有机-无机杂化钙钛矿纳米晶相比，全无机钙钛矿纳米晶不含有机阳离子，因而具有较高的稳定性，在发光二极管、太阳能电池、激光器和光探测器领域具有更为广阔的应用前景。由于半导体纳米晶的光电性能与形貌、尺寸密切相关，因此实现不同形貌的全无机CsPbX₃(X＝C1,Br,I)钙钛矿纳米晶的可控合成以及阐明其形貌和光电性能之间的内在联系对推动钙钛矿纳米晶的商业化应用至关重要。

相对于三维钙钛矿纳米立方体，一维纳米棒具有长度可控的优势(可达微米级)，可以促进钙钛矿内部光生载流子的传输，在光电探测器和太阳能电池等领域极具应用潜力。目前主要通过热注入法和微波法制备全无机钙钛矿纳米棒，存在实验条件苛刻、制备成本较高且无法实现规模化合成等缺点。因此，目前亟待发展一种简便高效的高性能全无机钙钛矿纳米棒的规模化制备工艺。

发明内容

本发明所要解决到技术问题是：提供一种稳定分散的全无机CsPbBr₃钙钛矿纳米棒及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种稳定分散的全无机CsPbBr₃钙钛矿纳米棒的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)：将PbBr₂和CsOAc分别溶于DMF，搅拌至完全溶解，得到PbBr₂前驱体和CsOAc溶液；

步骤2)：在CsOAc溶液中依次加入油酸、烷基胺和烷基硫醇获得CsOAc前驱体；

步骤3)：室温下，将PbBr₂前驱体和CsOAc前驱体依次注入反溶剂中，搅拌使其反应完全，通过离心除去上清液，随后加入分散剂重新分散沉淀并再次离心，提取上清液得到CsPbBr₃钙钛矿纳米棒溶液。

优选地，所述步骤1)中，PbBr₂和CsOAc溶解于DMF形成的溶液浓度均为0.02～0.08mol/L。