一种钙钛矿量子点及在水溶液中合成该钙钛矿量子点的方法与应用

本发明涉及钙钛矿，尤其是涉及一种钙钛矿量子点及在水溶液中合成该钙钛矿量子点的方法与应用。

背景技术：

1、全无机钙钛矿cspbx3(x＝cl、br、i)量子点(pqds)因其优异的光电特性和低成本特性，在显示和光电探测器等领域具有广泛的应用前景。但是，cspbx3 pqds对环境敏感，容易受到光、热、水、氧的影响，从而不利于实际应用。目前有许多提高cspbx3 pqds稳定性的方案，但是也存在一些不足，例如：选用一些高分子或者无机材料包覆量子点，从而提升其稳定性，但一些高分子材料难以阻止氧气的扩散，所得的复合材料往往光稳定性较差。而无机材料的合成温度较高、合成条件相对复杂，目前利用无机物包覆点大多数是利用一些多孔无机材料，然而，这些孔的存在会导致一部分量子点暴露在环境中；还有人是利用其它离子掺杂钙钛矿，从而在一定程度上提高稳定性，但是会影响cspbx3 pqds的本征发射。

2、目前量子点的制备方法大多数是采用高温热注射法合成。例如：在高温惰性条件下(140-200℃)将油胺铯快速的注入到含有一定量的pbx2、油胺、油胺的十八烯混合溶液中，反应几秒后转移到冰水中冷却，然后离心纯化后收集样品。但是该方法合成步骤较为复杂，需要在无水无氧和高温条件下进行，这对于工业化生产是不利的。此外，该方法使用室温过饱和结晶法制备cspbx3 pqds，需要使用甲苯等有机溶剂，并且生成的量子点水稳定性较差。也有文献报道在水溶液中制备合成钙钛矿量子点的方法，但是生成的量子点的稳定性较差，无法长时间的储存使用。

3、基于此，亟需一种新型的稳定性高的cspbx3 pqds和制备上述cspbx3 pqds的方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的第一个技术问题是：

2、提供一种钙钛矿量子点。

3、本发明所要解决的第二个技术问题是：

4、提供一种所述钙钛矿量子点的制备方法。

5、本发明所要解决的第三个技术问题是：

6、所述钙钛矿量子点的应用。

7、为了解决所述第一个技术问题，本发明采用的技术方案为：

8、一种钙钛矿量子点，所述钙钛矿量子点的制备原料包括以下组分：

9、含卤素基团的铅源；

10、含卤素基团的铯源；

11、第一配体化合物；

12、第二配体化合物；

13、所述第一配体化合物的碳原子数为6-10；

14、所述第二配体化合物的碳原子数大于等于18。

15、根据本发明的实施方式，所述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：

16、本发明的钙钛矿量子点，采用两种较长链的配体化合物以用于增强与量子点表面的结合力，增强空间位阻效应，使量子点能够更加稳定的分散在水中。此外，使用两种较长链的配体化合物与量子点结合能够更好的抑制水分子的侵蚀，保证量子点的结构不被破坏，从而进一步提升其稳定性。

17、根据本发明的一种实施方式，所述含卤素基团的铅源和含卤素基团的铯源的摩尔比为0.4-1：0.4-2。

18、所述第一配体化合物与所述第二配体化合物的摩尔比为1.5-2.5mmol：1.5-2.5mmol。

19、根据本发明的一种实施方式，所述第一配体化合物的用量为1.5-2.5mmol。

20、根据本发明的一种实施方式，所述卤素基团，为-cl、-br或-i。

21、根据本发明的一种实施方式，所述第一配体化合物包括6-溴己酸、8-溴辛酸和10-溴癸酸中的至少一种。第一配体化合物能够不同程度地与量子点进行配位，如10-溴癸酸配体末端的br-可以与量子点中pb2+配位，使量子点在水溶液中不被破坏并且能够更加稳定的分散在水溶液中。

22、根据本发明的一种实施方式，所述第二配体化合物的碳原子数等于18，所述第二配体化合物包括油胺。油胺配体能够促进量子点结晶核的形成。

23、为了解决所述第二个技术问题，本发明采用的技术方案为：

24、一种制备所述钙钛矿量子点的方法，包括以下步骤：

25、s1混合含卤素基团的铅源和含卤素基团的铯源于溶剂中；

26、s2将第一配体化合物和第二配体化合物添加至所述混合溶液中，得到钙钛矿量子点。

27、根据本发明的实施方式，所述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：

28、本发明制备所述钙钛矿量子点的方法，避免了使用高温无水无氧的传统热注射法，简化了实验制备方法，仅通过简单的原料混合，即可合成高稳定性的钙钛矿量子点，本发明的方法，具有简单、高效合成的特点，可用于工业化生产。

29、根据本发明的一种实施方式，所述溶剂包括二甲基乙酰胺。

30、根据本发明的一种实施方式，步骤s1和s2中，温度为40～100℃。

31、根据本发明的一种实施方式，步骤s1中，还包括以下步骤：混合含卤素基团的铅源和含卤素基团的铯源于溶剂后，以500-1000rpm/min的转速进行搅拌。

32、本发明的另一个方面，还提供一种光电探测器，包括所述的一种钙钛矿量子点。

33、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

技术特征：

1.一种钙钛矿量子点，其特征在于：所述钙钛矿量子点的制备原料包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿量子点，其特征在于：所述含卤素基团的铅源和含卤素基团的铯源的摩尔比为0.4-1：0.4-2。

3.根据权利要求1所述的一种钙钛矿量子点，其特征在于：所述第一配体化合物与所述第二配体化合物的摩尔比为1.5-2.5mmol：1.5-2.5mmol。

4.根据权利要求1所述的一种钙钛矿量子点，其特征在于：所述卤素基团，为-cl、-br或-i。

5.根据权利要求1所述的一种钙钛矿量子点，其特征在于：所述第一配体化合物包括6-溴己酸、8-溴辛酸和10-溴癸酸中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种钙钛矿量子点，其特征在于：所述第二配体化合物的碳原子数等于18，所述第二配体化合物包括油胺。

7.一种制备如权利要求1至6任一项所述的一种钙钛矿量子点的方法，其特征在于：包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述溶剂包括二甲基乙酰胺。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤s1和s2中，温度为40～100℃。

10.一种光电探测器，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的一种钙钛矿量子点。

技术总结
本发明公开了一种钙钛矿量子点及在水溶液中合成该钙钛矿量子点的方法与应用。涉及钙钛矿技术领域。上述钙钛矿量子点，所述钙钛矿量子点的制备原料包括以下组分：含卤素基团的铅源；含卤素基团的铯源；第一配体化合物；第二配体化合物；所述第一配体化合物的碳原子数为6‑10；所述第二配体化合物的碳原子数大于等于18。本发明的钙钛矿量子点，采用两种较长链的配体化合物以用于增强与量子点表面的结合力，增强空间位阻效应，使量子点能够更加稳定的分散在水中。此外，使用两种较长链的配体化合物与量子点结合能够更好的抑制水分子的侵蚀，保证量子点的结构不被破坏，从而进一步提升其稳定性。

技术研发人员：陈岩,蒋东亮,朱兴华,黎广裕,李佳浩,陆振英
受保护的技术使用者：五邑大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15