[發明專利]量子點及其制備方法

在審

• 申請號: 201711349297.2
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN109929537A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 丘潔龍
• 申請（專利權）人: TCL集團股份有限公司
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/66;B82Y20/00;B82Y30/00
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 官建紅

本發明屬于納米材料技術領域，具體涉及一種量子點及其制備方法。所述量子點包括鈣鈦礦量子點和油性表面配體，所述鈣鈦礦量子點的通式為CsPb_yMn_1?yX₃，所述油性表面配體通過氫鍵與所述鈣鈦礦量子點中的X結合；其中，X選自Cl、Br和I中的至少一種，0<y<1。本發明的量子點具有優越的穩定性，非常有利于在光電顯示、固態照明、光伏發電領域的應用。

技術領域

本發明屬于納米材料技術領域，具體涉及一種量子點及其制備方法。

背景技術

傳統的光伏材料由于造價高昂、能量轉化率低，一直制約著光伏產業的發展與壯大。近年來研究發現，有機-無機金屬鹵化物鈣鈦礦材料具有光轉化效率高、發光光譜寬、空穴-電子復合能小、載流子遷移速率大等優點，在光伏產業、LED、光通訊及生物醫療領域具有廣闊的應用前景。與有機-無機金屬鹵化物鈣鈦礦材料相比，全無機金屬鹵化物鈣鈦礦材料呈現更加優異的穩定性，具有更加廣闊的應用前景。

量子點材料由于其激發光譜寬、發射光譜窄、發光波長可調、發光效率高等光學特點，被認為是極具潛力的新型光電材料。研究發現，基于金屬鹵化物鈣鈦礦量子點材料的太陽能電池的光轉化效率可達20％，具有光明的應用前景。但是，金屬鹵化物鈣鈦礦量子點材料合成條件比較苛刻，需要使用大量毒性較大的有機溶劑、需要使用惰性氣體保護、需要較高的反應溫度，合成過程具有較大的環境危害，且成本較高。另外，鈣鈦礦量子點清洗純化過程中，產生大量的工業廢液，這進一步增加了材料的環境危害，提高了材料的成本。上述兩個因素制約了鈣鈦礦量子點材料的發展與應用。減少有機溶劑使用量是降低環境危害、減小生產成本的方法，但是，現有的合成方法無法避免毒性較大的有機溶劑的使用。因此，探索無需溶劑、操作簡單、成本低廉且可工業化生產的合成方法，是當下鈣鈦礦量子點領域的研究熱點。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種量子點及其制備方法，旨在解決現有鈣鈦礦量子點的穩定性不好，且制備過程危害環境、制備成本高的技術問題。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明一方面提供一種量子點，所述量子點包括鈣鈦礦量子點和油性表面配體，所述鈣鈦礦量子點的通式為CsPb_yMn_1-yX₃，所述油性表面配體通過氫鍵與所述鈣鈦礦量子點中的X結合；其中，X選自Cl、Br和I中的至少一種，0<y<1。

本發明提供的量子點，其含有通式為CsPb_yMn_1-yX₃的鈣鈦礦量子點以及連接在其表面上的油溶性配體，該量子點中，利用Mn原子替換了傳統CsPbX₃鈣鈦礦量子點中的部分Pb原子，由于Mn-X鍵的解離能高于Pb-X鍵解離能，因此，Mn原子摻雜可提升鈣鈦礦量子點的穩定性，同時，油性表面配體中的氫原子與CsPb_yMn_1-yX₃鈣鈦礦量子點中的鹵素原子X通過氫鍵結合，使得油性表面配體可以牢牢地連接在CsPb_yMn_1-yX₃鈣鈦礦量子點表面，大大地降低了CsPb_yMn_1-yX₃鈣鈦礦量子點表面能，進一步使CsPb_yMn_1-yX₃鈣鈦礦量子點可以穩定存在；因此，本發明的量子點具有優越的穩定性，非常有利于在光電顯示、固態照明、光伏發電領域的應用。

本發明另一方面提供一種量子點的制備方法，包括如下步驟：