[發(fā)明專利]一種鈉和銅共摻雜銫鉛溴鈣鈦礦量子點的制備方法及其產(chǎn)品和應用

在審

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• 申請日: 2022-04-12
• 公開（公告）號: CN114605996A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設計）人: 周賢菊;邵中祥;張杰;常乾洋;李麗;相國濤;江莎;李經(jīng)方;謝廣新
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: C09K11/66
• 分類號: C09K11/66;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00;H01L33/50
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權代理有限公司 11275
• 代理人: 廖曦

本發(fā)明涉及一種鈉和銅共摻雜銫鉛溴鈣鈦礦量子點的制備方法及其產(chǎn)品和應用，屬于鈣鈦礦量子點改性研究技術領域。本發(fā)明公開了一種鈉和銅共摻雜銫鉛溴(CsPbBr₃)鈣鈦礦量子點的制備方法，采用溴化鉛(PbBr₂)、油酸(OA)、油胺(OAm)、鈉離子前驅體和銅離子前驅體在十八烯(ODE)中進行反應制備得到，一方面使銅離子(Cu²⁺)和鈉離子(Na⁺)共摻雜A，B雙格位取代的銫鉛溴(CsPbBr₃)鈣鈦礦熒光量子點，最終制備得到的產(chǎn)物在光致發(fā)光量子產(chǎn)率、熱穩(wěn)定性等方面得到了有效提升，能夠作為活性層封裝電致發(fā)光二極管，通過摻雜離子激子重組的電致發(fā)光，實現(xiàn)了綠光到藍光的轉變。

技術領域

本發(fā)明屬于鈣鈦礦量子點改性研究技術領域，涉及一種鈉和銅共摻雜銫鉛溴鈣鈦礦量子點的制備方法及其產(chǎn)品和應用。

背景技術

自2009年基于有機-無機鉛鹵鈣鈦礦太陽能電池首次報道以來，鹵化物鈣鈦礦可謂當之無愧的明星材料，數(shù)十年間，其電池外效率已提升到25.2％。因其具有波長可調(diào)諧、高光吸收系數(shù)、超長載流子擴散長度等優(yōu)勢，鹵化物鈣鈦礦在光伏、光電探測、照明、顯示、激光等多個光電子領域有著誘人的應用前景。近年來，通過國內(nèi)外學者們的共同努力，鈣鈦礦材料在光電領域和生物應用方面都取得了飛速的進展。相較于其體相材料，鹵化物鈣鈦礦量子點的尺寸效應使其發(fā)光峰進一步窄化，光致發(fā)光效率更高。鹵化物鈣鈦礦量子點豐富的表面使得性能可調(diào)控范圍出現(xiàn)了大幅度的增加，許多新穎的光學性能、電學性能等應運而生，因此鹵化物鈣鈦礦量子點在高清顯示、熒光生物標記、電化學等領域也展現(xiàn)出了巨大的應用潛力。

基于鹵化物鈣鈦礦量子點出色的發(fā)光特性，將其應用于顯示領域，可實現(xiàn)較傳統(tǒng)熒光粉更廣的色域、更高的色純度和顯色指數(shù)。以全無機鈣鈦礦量子點為例，曾海波團隊在室溫下制備了高產(chǎn)率的多色量子點材料，得到了廣色域、色溫可調(diào)的白光LED。在此基礎上為了減弱藍光對人眼的傷害，研究人員通過摻雜、自捕獲等方法制備了單組分白光鈣鈦礦量子點。

近年來，一些金屬離子，例如Mn²⁺、Sn²⁺、Zn²⁺、K⁺等離子摻雜的無機鹵化物鈣鈦礦量子點表現(xiàn)出了增強其的光學性能和穩(wěn)定性的作用；然而，在電致發(fā)光中使電子與金屬電子離子相聯(lián)系仍然是一項艱巨的任務；有些離子的輻射躍遷率遠小于與鈣鈦礦有關的激子的輻射躍遷率。因此，由于鈣鈦礦量子點中非輻射躍遷速率的極大增加，與金屬離子相關的光致發(fā)光將被猝滅，這主要是由于在電場作用下注入的電荷載流子的頻繁碰撞所致，特別是對于具有高密度鈣鈦礦的鈣鈦礦而言。

因此，為了實現(xiàn)金屬離子的電致發(fā)光，有必要開發(fā)具有小缺陷的離子來對鹵化物鈣鈦礦量子點進行摻雜。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種鈉和銅共摻雜銫鉛溴鈣鈦礦量子點的制備方法；本發(fā)明的目的之二在于提供一種鈉和銅共摻雜銫鉛溴鈣鈦礦量子點；本發(fā)明的目的之三在于提供一種鈉和銅共摻雜銫鉛溴鈣鈦礦量子點在制備用于封裝發(fā)光二極管活性層材料方面的應用。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

1、一種鈉和銅共摻雜銫鉛溴鈣鈦礦量子點的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

將溴化鉛(PbBr₂)、油酸(OA)、油胺(OAm)、鈉離子前驅體和銅離子前驅體加入到十八烯(ODE)中，抽真空后通入氮氣，攪拌20-30min后加熱至100-120℃保持20-30min 進行反應，然后升溫至150-160℃后保持15-30min進行反應，再升溫至175-190℃后注入油酸銫前驅體，反應即可得到鈉和銅共摻雜銫鉛溴鈣鈦礦量子點。

優(yōu)選的，所述溴化鉛(PbBr₂)、油酸(OA)、油胺(OAm)的摩爾體積比為0.4-1:2:2，mmol:mL:mL；