[发明专利]一种柔性钙钛矿量子点薄膜的制备方法及其应用

说明书

本发明属于光电技术领域，具体涉及一种柔性钙钛矿量子点复合薄膜的制备方法，该复合薄膜可以用于制备深紫外光电探测器。本发明其原理是在PVDF结晶过程中利用DMF气氛抑制钙钛矿结晶，钙钛矿在二次空气退火过程中结晶形成量子点，镶嵌在PVDF内部，即钙钛矿量子点与PVDF分步结晶，避免PVDF与钙钛矿同时结晶，钙钛矿晶粒长大，难以形成量子点。本发明制备的柔性钙钛矿量子点薄膜，具有优良的光致发光性能，化学稳定性与机械稳定性。本发明还通过超声调整PVDF结晶度和钙钛矿量子点密度，实现更高的光致发光效率。

技术领域

本发明属于光电技术领域，具体涉及一种原位制备高亮度、高稳定性的柔性钙钛矿量子点复合薄膜的制备方法，该复合薄膜可以用于制备深紫外光电探测器。

背景技术

近年来，钙钛矿量子点由于其相比于传统的稀土量子点更高的量子效率，窄发光波长，带隙可调，易制备，价格低廉等优点，受到了广泛的关注，在显示器，光伏电池，光电探测器等方面有着优良的应用前景。然而由于钙钛矿量子点的通用制备过程如热注法，反溶剂法中会产生大量的废液，污染大，并且在提纯过程中，由于配体挥发，以及钙钛矿量子点会受到空气中的氧气，水蒸气侵蚀，同时也会受到光热影响，导致钙钛矿量子点迅速劣化，稳定性差。在母体材料中原位制备钙钛矿量子点，形成有效包覆结构，有利于提高钙钛矿量子点稳定性，原位制备过程中如何保证量子点质量非常关键。

发明内容

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种柔性钙钛矿量子点薄膜的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）制备钙钛矿前驱体溶液，将卤化铅与卤化甲胺、卤化甲脒、卤化铯中任一种、高分子材料，溶于极性溶剂后，超声处理后静置，所使用的高分子材料为PVDF，PVDF-trfe中的一种或其混合物；

（2）用移液枪取前驱体溶液于平整玻璃片基底上，旋涂获得液膜；

（3）将玻璃转移至烤板上，用玻璃皿盖住样品退火，PVDF晶化，液膜转化为白色薄膜；

（4）将薄膜连同玻璃皿整体转移，冷却至室温后取下玻璃皿，再将薄膜在空气环境中放置，钙钛矿量子点在PVDF内部晶化，形成钙钛矿量子点/PVDF复合薄膜，于去离子水中将量子点/PVDF复合薄膜从玻璃基板剥离，制得柔性钙钛矿量子点薄膜。

如果将上述柔性钙钛矿量子点薄膜用于制备光电探测器，还包括如下步骤：

（5）在ITO玻璃基底上旋涂SnO₂胶体，退火干燥，再取FA_0.85Cs_0.15PbI₃的DMF/DMSO溶液于上旋涂后退火，然后用刮涂法制备碳电极，再退火至碳浆干燥，制备FA_0.85Cs_0.15PbI₃钙钛矿太阳能电池。

（6）将剥离的量子点/PVDF复合薄膜贴在FA_0.85Cs_0.15PbI₃钙钛矿太阳能电池光照入射侧，用胶固定，制备自供电钙钛矿光电探测器。

步骤(1)中所用极性溶剂为DMF、DMSO中的任意一种或其混合物。

步骤(1)中所述的卤化铅为溴化铅，氯化铅，碘化铅中的一种或者其混合物。

步骤(1)中的溶液中所用卤化铅与卤化甲胺、卤化甲脒、卤化铯中任一种的摩尔比在为0.5-2之间，摩尔浓度在0.008-0.08mol/L之间。

优选的，步骤(1)中超声时间为半小时。

优选的，步骤(1)中卤化铅与卤化甲胺、卤化甲脒、卤化铯的摩尔比为1，摩尔浓度为0.06mol/L。

优选的，步骤(1)中PVDF浓度为160g/L。

优选的，步骤(3)中，薄膜退火温度为50℃，退火时间3分钟。