[发明专利]一种钝化钙钛矿量子点表面缺陷的方法

说明书

本发明提供一种钝化钙钛矿量子点(CsBX₃)表面缺陷的方法，所述方法包括以下步骤：(1)向钙钛矿量子点反应原液中加入有机溶剂，离心，取下层沉淀；(2)将步骤(1)的下层沉淀加入有机溶剂中，超声分散，向其中加入碱配体，分散，然后向其中加入酸配体，继续分散，离心，取上清液，得到钝化后的钙钛矿量子点。在本发明中，碱配体和酸配体二者协同作用，可以钝化钙钛矿量子点表面的卤素和B位缺陷、提高钙钛矿量子点的量子产率及生产产量效果。并且在钝化之后，由于碱配体和酸配体的加入，在一定程度上增加了钙钛矿量子点的空间位阻，阻止了钙钛矿量子点的进一步团聚，改善了钙钛矿量子点的分散性和稳定性。

技术领域

本发明属于钙钛矿量子点技术领域，涉及一种钝化钙钛矿量子点表面缺陷的方法，尤其涉及一种钝化钙钛矿量子点表面缺陷并提高其分散性的方法。

背景技术

钙钛矿量子点由于具有发射精确可调、量子产率高、半峰宽窄等优异的荧光性能成为近年研究的热点，在光电探测器、高清显示、LED等领域具有巨大的应用前景。溶液配体法制备钙钛矿量子点过程中，其表面的质子化油胺配体处于高度的动态平衡状态，当质子化油胺配体脱落的同时，会导致卤素或油酸配体的缺失；另外，制备的CsBX₃(其中B包括Pb和/或Sn，X包括Cl、Br或I)钙钛矿量子点反应原液在离心纯化过程中也会不可避免的导致其表面长链配体的脱落而在表面形成B位及卤素离子的空位卤素缺陷。为此，CsBX₃钙钛矿量子点在合成之后由于上述缺陷的存在而导致量子点的团聚沉降以及量子产率的降低，这严重阻碍了钙钛矿量子点的商业化进程。

有研究表明，钙钛矿量子点的后修饰处理可以进一步钝化其表面缺陷，进一步提高其量子产率和分散性。anet,J.P.课题组等人提出(J.Phys.Chem.Lett.2018,9,6884-6891)通过采用各种卤化盐的形式后处理钝化合成的蓝光钙钛矿量子点表面缺陷，使钙钛矿量子点的量子产率有了几十倍的提高，其使用的卤化盐多使带有V、Sb、Bi昂贵的稀土元素，且其效率的提高局限在蓝光发射领域；Ahmed课题组等人(ACS Energy Lett.2018,3,10,2301-2307)提出通过稀土化合物YCl₃后处理的方式钝化钙钛矿量子点表面缺陷，进一步提高蓝光发射量子点的量子产率；Mondal,N等人(ACS Energy Lett.2019,4,1,32–39)提出通过含有重金属元素Cd的化合物CdCl₂后处理钝化钙钛量子点卤素空位的缺陷，将量子产率提升至98％；综上所述，卤化盐的后处理，确实可以较大程度的钝化钙钛矿量子点表面缺陷，进而提升量子产率；但上述使用的卤化盐中，不可避免的引入了有毒性重金属离子、昂贵的稀土元素，这进一步增加了钙钛矿量子点的制备成本。并且，上述公开的后处理方法中，在提升量子点量子产率的同时，并没有报道其可以提高钙钛矿量子点的分散性。

因此，在本领域中，期望开发一种过程简单、成本较低的钝化钙钛矿量子点表面缺陷的方法，并且采用此方法，可以提高钙钛矿量子点的分散性和产率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种钝化钙钛矿量子点表面缺陷的方法，尤其提供一种钝化钙钛矿量子点表面缺陷并提高其分散性的方法。采用本发明提供的钝化方法，在低成本消耗(酸配体和碱配体(例如油酸油胺)价格比较低廉，且使用量非常少)的情况下提高了钙钛矿量子点的量子产率及产生产量，在一定程度上改善了量子点的分散性及稳定性，并且整个过程不涉及高温高压及氮气保护等苛刻的环境，在室温下即可进行。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种钝化钙钛矿量子点表面缺陷的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)向钙钛矿量子点反应原液中加入有机溶剂，离心，取下层沉淀；

(2)将步骤(1)的下层沉淀加入有机溶剂中，超声分散，向其中加入碱配体，分散，然后向其中加入酸配体，继续分散，离心，取上清液，得到钝化后的钙钛矿量子点。