[發明專利]一種鈣鈦礦量子點熒光粉制備方法

有效

• 申請號: 202110359393.5
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113249124B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 梅時良;楊波波;郭睿倩;解鳳賢;張萬路;文卓奇;何海洋;熊志勇;崔忠杰;陳智浩;葉懷宇;張國旗
• 申請（專利權）人: 深圳第三代半導體研究院
• 主分類號: C09K11/66
• 分類號: C09K11/66;C01G21/00
• 代理公司: 北京華創智道知識產權代理事務所(普通合伙) 11888
• 代理人: 彭隨麗

本發明公開一種鈣鈦礦量子點熒光粉制備方法，包括如下步驟，S1:在鉛前驅體溶液中加入有機硅烷溶液和HX形成復合溶液，其中X為Cl、Br、I任一種；S2:在所述復合溶液中加入銫前驅體溶液制得含有沉淀的鈣鈦礦量子點懸濁液；S3:在所述懸濁液中加入溶劑促進鈣鈦礦量子點的沉淀，離心干燥制得硅烷包覆的CsPbY₃量子點熒光粉；其中，通過HX的離子種類和濃度調節制得全光譜的所述CsPbY₃量子點熒光粉。本發明制備的量子點的晶體結構均為鈣鈦礦結構，制備在常溫下進行，不需要惰性氣體保護，設備簡單，可規模化生產；通過使用硅烷配體可以提升產量，改變氫鹵酸用量即可實現全光譜調諧，加入過量異丙醇可以快速促進鈣鈦礦結構形成，減少量子點固體的熒光衰減。

技術領域

本發明涉及量子點發光材料技術領域，具體涉及一種鈣鈦礦量子點熒光粉制備方法。

背景技術

全無機CsPbX₃(X＝Cl、Br和I)鈣鈦礦量子點由于具有非常高的熒光量子效率、容易調諧的發光波長、較窄的發光峰半高寬、易于溶液制備、較短的載流子壽命等優異的特性，近些年備受研究人員的關注，已被廣泛應用于LEDs、太陽能電池、低閾值激光器、光電探測器、可見光通信等領域。

目前常用于合成鈣鈦礦量子點的方法主要是高溫熱注入法和室溫過飽和再結晶法，其中高溫熱注入法操作較為復雜，需要在120℃以上以及惰性氣體氛圍下進行，反應溫度的可控性較差，溫度變化對粒徑影響較大從而影響發光波長，這些制約因素都使得其并不適合大規模的工業生產；而室溫過飽和再結晶法雖然避免了高溫加熱及惰性環境保護，但由于反應非常劇烈和快速，因此很難控制量子點的形貌和尺寸。以上兩種方法都用到了長鏈有機配體(如油酸、油胺等)對量子點進行表面修飾，長鏈配體的存在一方面限制了量子點的合成產量，另一方面使得制備好的量子點難以與反應溶液分離，在離心提純過程中容易出現配體脫落而導致發光猝滅，熒光量子效率降低以及穩定性變差。這些都進一步阻礙了全無機鈣鈦礦量子點熒光粉在高性能光致發光器件中的應用。此外，室溫法目前用于制備高效綠光鈣鈦礦量子點已較為成熟，但在制備高效發光的藍光和紅光量子點熒光粉方面效果較差，因此亟需探索出一種室溫合成高效全光譜鈣鈦礦量子點熒光粉的方法。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種鈣鈦礦量子點熒光粉制備方法，該方法包括如下步驟：

S1:在鉛前驅體溶液中加入有機硅烷溶液和HX形成復合溶液，其中X為Cl、Br、I任一種；

S2:在所述復合溶液中加入銫前驅體溶液制得含有沉淀的鈣鈦礦量子點懸濁液；

S3:在所述懸濁液中加入溶劑，離心干燥制得硅烷包覆的CsPbY₃量子點熒光粉；

其中，通過HX的離子種類和濃度調節制得全光譜的所述CsPbY₃量子點熒光粉。

優選地，所述S1-S3均在常溫下進行。

優選地，所述S1中鉛前驅體溶液制備過程為：稱取摩爾比為1:1～5的溴化鉛、銨鹽或膦鹽，溶于甲苯溶液中，室溫條件下攪拌至溶液透明，得到鉛前驅體溶液。其中，優選膦鹽，制備得到的量子點產率高且穩定性強。膦鹽優選為四正辛基溴化膦、四正丁基溴化膦；銨鹽優選為四正丁基溴化銨、四正戊基溴化銨、四正己基溴化銨、四正庚基溴化銨、四正壬基溴化銨、四正癸基溴化銨、四正十二烷基溴化銨、四正十六烷基溴化銨、四正十八烷基溴化銨。

優選地，所述鉛前驅體溶液濃度為0.1-0.5mol/L，有機硅烷溶液的用量為0.05-0.8mL。

優選地，所述有機硅烷選自3-氨丙基三乙氧基硅烷和3-氨丙基三甲氧基硅烷。

優選地，所述HX的用量為0.01-0.3mL。