[發明專利]一種利用雙氨基配體穩定鈣鈦礦納米晶的方法及由該雙氨基配體穩定的鈣鈦礦納米晶

在審

• 申請號: 202111514814.3
• 申請日: 2021-12-13
• 公開（公告）號: CN114058366A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 楊柏;曾慶森;于躍
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/66;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠

一種利用雙氨基配體穩定鈣鈦礦納米晶的方法及由該雙氨基配體穩定的鈣鈦礦納米晶，屬于鈣鈦礦納米晶技術領域。本發明采用了一種穩定鈣鈦礦納米晶的新型雙氨基配體AHDA，其能夠穩定CsPbI₃、CsPbBr₃、CsPbCl₃及FAPbI₃(甲脒)等一系列對環境刺激不穩定的PNCs。此外，通過該穩定方法得到了一類可在環境中穩定存在的鈣鈦礦納米晶AHDA?CsPbI₃PNCs、AHDA?CsPbBr₃PNCs、AHDA?CsPbCl₃PNCs和AHDA?FAPbI₃PNCs。本發明所述方法簡單易行，易于工業化生產，能夠極大的推進PNCs在紅色光子源、太陽能電池和光催化等光電子領域的應用。

技術領域

本發明屬于鈣鈦礦納米晶技術領域，具體涉及一種利用雙氨基配體穩定鈣鈦礦納米晶的方法及由該雙氨基配體穩定的鈣鈦礦納米晶。

背景技術

無機銫金屬鹵化物納米晶體(鈣鈦礦納米晶)由于其具有窄帶發射、在整個可見光譜范圍內易于調諧，以及高光致發光量子產率(PL QY)等特性而受到極大關注(NanoLett.2015,15,3692-3696)。此外，鈣鈦礦納米晶(PNCs)還具有低晶體形成能、固有缺陷容差及良好的PL效率，并且易于制備，即使沒有惰性氣體保護，也可以在室溫下制備具有優異光學性能的無需鈍化的PNCs(Science.2017,358,745-750；Adv.Funct.Mater.2016,26,2435-2445)。這種易于制備的優點使得PNCs為膠體數控領域帶來了大量的技術優勢。然而，PNCs通常對環境刺激(光、熱、濕氣)的穩定性較差，這導致PNCs在基于溶液的純化和儲存過程中易于相變或分解。為提高PNCs的環境穩定性，通常所采用的方法是將PNCs嵌入到惰性聚合物或二氧化硅基質中，但這種方法會對PNCs的電荷轉移特性產生不利影響(Angew.Chem.2021,60,7488-7501)。因此，在不影響其半導體特性的情況下，通過在溶液中適當的表面修飾來穩定PNCs成為迄今為止最重要且最具挑戰性的任務之一。

PNCs的不穩定性在很大程度上是無機核和表面有機配體之間結合的不夠穩定而造成的。配體容易脫落從而導致納米晶邊界上產生缺陷，水、氧或極性溶劑可以被暴露的缺陷位點吸收，從而導致PNCs的相變或分解。目前，各種市售的表面活性劑，例如油胺(OLA)、油酸(OA)、十二烷基苯磺酸(DBSA)、兩性離子配體、鏈烷硫醇鹽、2,2'-亞氨基二苯甲酸(IDA)、三辛基氧化膦(TOPO)、仲脂肪胺和烷基膦酸均已被用作配體或改性劑來穩定PNCs。特別是十二烷基苯磺酸(DBSA)和兩性離子配體被證明是在純化和儲存過程中穩定CsPbBr₃PNCs的有效配體。然而，對于PNCs中最不穩定的CsPbI₃ PNCs，由于其固有的亞穩態鈣鈦礦結構，使得改善其穩定性成為了更具挑戰性的課題，至今能夠提高CsPbI₃ PNCs穩定性的配體更是鮮有報道。包括CsPbI₃、CsPbBr₃、CsPbCl₃及FAPbI₃等在內的一系列對環境不穩定的PNCs，為充分發揮其帶隙窄、吸收范圍寬和載流子壽命長等優異的光電性能，實現其在紅色光子源、太陽能電池和光催化等領域中應用，因此，改性修飾PNCs進而來提高其穩定性的方法則具有極其重要的研究意義。

發明內容