[發(fā)明專利]具有核殼結(jié)構(gòu)鈣鈦礦納米晶材料及其制備方法

在審

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• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107474823A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊緒勇;李曉敏;王浩然
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/06;C09K11/66;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙)31205
• 代理人: 顧勇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鈣鈦礦納米晶材料及其制備方法，特別是涉及一種鈣鈦礦納米晶復(fù)合材料及其制備方法，應(yīng)用于鈣鈦礦半導(dǎo)體光電材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

銫鹵化鉛(CsPbX₃，X＝CI、Br、I)，甲基銨鹵化鉛(MAPbX₃，X＝CI、Br、I)和甲脒鹵化鉛(FAPbX₃，X＝CI、Br、I)均是新型的鈣鈦礦半導(dǎo)體光電材料，它們具有寬的可調(diào)發(fā)射波長，窄的半高寬，發(fā)光效率高，制備方法簡單等優(yōu)點(diǎn)，這一系列的特性使其成為近幾年的研究熱點(diǎn)。目前，銫鹵化鉛，甲基銨鹵化鉛和甲脒鹵化鉛在制備太陽能電池上已取得很大進(jìn)展，具有很高的光電轉(zhuǎn)化效率。另外，在LED,激光器等方面都取得一定突破，這進(jìn)一步說明這些鈣鈦礦材料在發(fā)光顯示及光伏領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用價(jià)值。

目前制備的鈣鈦礦均為單核結(jié)構(gòu)，如單核的銫溴化鉛(CsPbBr₃)、甲脒溴化鉛(FAPbBr₃)、甲基銨溴化鉛(MAPbBr₃)等。單核結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)由于表面效應(yīng)及量子尺寸效應(yīng)的影響，穩(wěn)定性差，強(qiáng)度較低，量子產(chǎn)率低，發(fā)光強(qiáng)度不高。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種具有核殼結(jié)構(gòu)鈣鈦礦納米晶材料及其制備方法，在鈣鈦礦單核外再包覆一層鈣鈦礦材料，制成具有核殼結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦納米晶復(fù)合材料，使鈣鈦礦納米晶復(fù)合材料晶體表面得到很好的鈍化，減少了晶體表面缺陷態(tài)發(fā)光，增強(qiáng)了材料的本征發(fā)射性能，本發(fā)明制備工藝改變現(xiàn)有鈣鈦礦的表面效應(yīng)，調(diào)節(jié)材料的發(fā)射光譜，增強(qiáng)量子產(chǎn)率。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種具有核殼結(jié)構(gòu)鈣鈦礦納米晶材料，其晶體具有APbX₃/BPbX₃復(fù)合晶格結(jié)構(gòu)，其晶格以APbX₃形成鈣鈦礦晶核，并以BPbX₃形成包覆于鈣鈦礦晶核APbX₃外部的鈣鈦礦包殼，形成具有簇團(tuán)量子點(diǎn)形式的APbX₃/BPbX₃復(fù)合鈣鈦礦材料，其中A和B分別為FA、MA或Cs，A和B為不同元素，其中X為CI、Br或I。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，其晶體具有FAPbBr₃/CsPbBr₃復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中晶格以FAPbBr₃形成鈣鈦礦晶核，并以CsPbBr₃形成包覆于鈣鈦礦晶核FAPbBr₃外部的鈣鈦礦包殼，形成具有簇團(tuán)量子點(diǎn)形式的FAPbBr₃/CsPbBr₃復(fù)合鈣鈦礦材料。

一種本發(fā)明具有核殼結(jié)構(gòu)鈣鈦礦納米晶材料的制備方法，包括如下步驟：

a.APbBr₃單核結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)材料的制備：

按照設(shè)定的反應(yīng)物原料配比，將三水合乙酸鉛(Lead acetate trihydrate)、A的乙酸鹽、1-十八烯(ODE)和油酸(OA)作為原料進(jìn)行混合形成第一反應(yīng)物體系溶液，其中A為FA、MA或Cs，在真空或氮?dú)猸h(huán)境下，在設(shè)定溫度下進(jìn)行反應(yīng)設(shè)定時(shí)間后得到中間產(chǎn)物體系溶液，然后向中間產(chǎn)物體系溶液加入溶于甲苯的油胺溴(OAmBr)，再經(jīng)過至少10秒鐘反應(yīng)后，即合成APbBr₃納米晶的原溶液；

b.APbBr₃/BPbBr₃核殼結(jié)構(gòu)納米晶的合成：