[發明專利]提高鈣鈦礦量子點穩定性的制備方法

有效

• 申請號: 202011495808.3
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112574738B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 薛懷國;梁佳怡;張旭;吳海鵬;燕俊;陳蘭芬
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/66;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅;劉海霞

本發明公開了一種提高鈣鈦礦量子點穩定性的制備方法。所述方法先將碳酸銫溶解于十八烯和油酸的混合溶劑中得到Cs前驅體，再將溴化鉛和十二烷基苯磺酸鈉混合溶解于體積比為10:1:1的十八烯、油酸和油胺的混合溶劑中，通過熱注射法合成CsPbBr₃@SDBS量子點。本發明方法以十二烷基苯磺酸鈉為配體，提高CsPbBr₃量子點的穩定性，能穩定保存20天，本發明方法簡單便捷，適合大規模生產。

技術領域

本發明屬于量子點制備技術領域，涉及一種提高鈣鈦礦量子點穩定性的制備方法。

背景技術

鈣鈦礦量子點因其具有高的量子產率、窄的發射光譜、更高的色純度以及更寬的色域廣泛應用于照明、光電探測以及太陽能電池領域。雖然鈣鈦礦量子點的光學性質優異，但是其表面缺陷態密度高、有機配體之間存在質子交換以及鹵素較強的離子遷移能力，導致其穩定性較差。

目前鈣鈦礦量子點的合成方法主要分為兩大類：熱注射法和常溫法。熱注射法是鈣鈦礦量子點合成最常用的方法。此方法主要分為兩步，第一步為Cs-Oleate前驅的合成，第二步為Pb源的合成。通過將Cs前驅注射到合成好的Pb源中，而后冰水浴冷卻，兩次離心后上清液即為所合成的CsPbBr3量子點溶液。通過調控加入油胺油酸的比例、Cs前驅注入的體積、注射Cs前驅時的溫度，可以得到不同形貌，不同發光波長的鈣鈦礦量子點。室溫法中最常使用的合成鈣鈦礦量子點的方法為配體輔助再沉淀法。此方法將所有溶劑分為兩大類，一種為“好溶劑”、另一種為“差溶劑”。將前驅體加入“好溶劑”中形成前驅，而后取一定量注射入高速旋轉的“差溶劑”中。前驅注射的瞬間，澄清透明的“差溶劑”會逐漸變成黃綠色，且在紫外燈下會呈現明亮的熒光綠色。此方法不需要高溫加熱，也不需要冰水浴冷卻，且大大的節省了合成的時間。但是除了所需的量子點外，還會得到一維、三維的許多雜質，且所得溶液的熒光量子產率低于熱注射法。

中國專利申請CN201811404337公開了一種高穩定性鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法，通過在鈣鈦礦層表面涂覆一層十二烷基磺酸鈉包覆鈣鈦礦層，在鈣鈦礦層表面形成一層膜從而阻礙外界環境對鈣鈦礦薄膜層產生不良影響。存在于鈣鈦礦量子點表面的配體仍然為使鈣鈦礦量子點不穩定的油胺油酸基團，油胺油酸配體基團在電子在導帶和價帶的傳播過程中，存在一定的捕捉態，這就會在激子復合過程出現一定的非輻射復合，使得能量散失掉一部分，宏觀表現為鈣鈦礦量子點的不穩定性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提高鈣鈦礦量子點穩定性的制備方法。

實現本發明目的的技術方案是：

提高CsPbBr₃量子點穩定性的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，Cs前驅體的合成：將碳酸銫(CsCO₃)溶解于十八烯(ODE)和油酸(OA)的混合溶劑中，于120～150℃抽真空30～60分鐘，冷卻至室溫得到Cs前驅體；

步驟2，CsPbBr₃@SBDS量子點的合成：將溴化鉛(PbBr₂)和十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)混合溶解于體積比為10:1:1的ODE、OA和油胺(OAM)的混合溶劑中，氮氣氣氛下，加熱至固體粉末溶解，而后將溫度上升至150～170℃，加入Cs前驅體，反應結束后冰水浴冷卻，離心棄去上清液，將沉淀分散在己烷中，相同條件再離心一次，所得上清液即為CsPbBr₃@SBDS量子點。

優選地，步驟1中，CsCO₃與ODE的質量體積比為20.35:1，g:L。

優選地，步驟1中，ODE和OA的體積比為16:1。

優選地，步驟2中，離心速度為9500rpm，離心時間為10min。

優選地，步驟2中，Cs前驅體與ODE的體積比為8:100。