使用酒石酸作为钝化剂制备钙钛矿量子点的方法及应用

本发明涉及发光材料，具体涉及ch3nh3pbx3(x=cl，br，i)钙钛矿量子点的合成方法和由该量子点获得的发光层以及包含该发光层的发光二极管。

背景技术：

1、钙钛矿量子点发光材料具有诸多卓越的优点，例如高的光致发光量子产率，整个可见光范围带隙可调，大的载流子迁移率，长的载流子扩散长度和高的色纯度以及低成本，被认为是最有前景的光电材料。但是钙钛矿量子点还存在稳定性差的缺点，它遇氧、光、热和极性溶剂（如水、乙醇等）会快速猝灭，这一缺点严重限制了其进一步商业化应用。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种绿色且低成本的钝化剂来提升钙钛矿量子点发光性能与稳定性，本发明能够获得具有发光颜色可调、发光强度高且稳定性良好的钙钛矿量子点，适合照明与显示用钙钛矿量子点材料的合成应用。

2、本发明是使用酒石酸作为钝化剂制备钙钛矿量子点的方法及应用，使用酒石酸作为钝化剂制备钙钛矿量子点的方法，其步骤为：

3、步骤（1）钙钛矿量子点前驱体的制备：将ch3nh3x（x=cl，br，i），n,n-二甲基甲酰胺，油酸，辛胺和pbx2混合搅拌直至溶解，得到前驱体；

4、步骤（2）钙钛矿量子点溶液的制备：将前驱体加入到甲苯中，再加入酒石酸混合搅拌，生成ch3nh3pbx3（x=cl，br，i）钙钛矿量子点；

5、步骤（3）将ch3nh3pbx3（x=cl，br，i）钙钛矿量子点进行超声清洗并离心，取上清液，即为经酒石酸钝化的ch3nh3pbx3（x=cl，br，i）钙钛矿量子点溶液。

6、所述的酒石酸钝化的ch3nh3pbx3（x=cl，br，i）钙钛矿量子点在钙钛矿半导体发光材料中的应用。

7、与现有技术相比，本发明提供的ch3nh3pbx3(x=cl，br，i)钙铁矿量子点的合成方法的有益效果在于：制备钙钛矿量子点的过程简单且重复性好，不经过高温和氮气气氛仅需室温大气环境下即可实现，按比例扩大反应物即可工业大规模制备商用钙钛矿量子点；酒石酸是一种低成本的绿色有机酸，经常用作食品添加剂，还可用于治疗高血压、心脏病等一系列疾病，相对其他配体更加便宜安全；使用酒石酸作为配体可以抑制量子点的生长，生成尺寸更小的钙钛矿量子点，延缓团聚与长大；酒石酸中的-cooh可以与量子点表面游离的pb2+结合形成配位键，且-oh可以与卤素离子结合通过减少表面卤素离子的损失来减少卤素空位，有效减少量子点表面缺陷。经过光学性能表征发现，此方法能极大提高发光性能与稳定性，获得发光峰位可调、色纯度高，且能够应用于钙钛矿发光二极管的绿光钙钛矿量子点。

技术特征：

1.使用酒石酸作为钝化剂制备钙钛矿量子点的方法，钙钛矿量子点ch3nh3pbx3，x=cl，或者br，或者i， 其特征在于，其步骤为：

2.根据权利要求1所述的使用酒石酸作为钝化剂制备钙钛矿量子点的方法，其特征在于，步骤(1)中ch3nh3x、n,n-二甲基甲酰胺、油酸、辛胺与pbx2的用量比例为0.2mmol：5ml：0.2ml：0.02ml：0.2mmol，且每一步添加后搅拌10分钟。

3.根据权利要求1所述的使用酒石酸作为钝化剂制备钙钛矿量子点的方法，其特征在于，步骤(2)中前驱体、甲苯与酒石酸用量比例为1ml：10ml：0~0.05mmol。

4.根据权利要求1所述的使用酒石酸作为钝化剂制备钙钛矿量子点的方法，其特征在于，步骤(3)超声时间为10min，离心转速为7000rpm且离心时间为5min。

5.根据权利要求1~4所述的使用酒石酸作为钝化剂制备钙钛矿量子点的方法，适用于：x包括卤素元素（cl、br、i）且ch3nh3+（ma+）也能替换为fa+、cs+，即包含酒石酸钝化的ch3nh3pbcl3、ch3nh3pbbr3、ch3nh3pbi3、cspbcl3、cspbbr3、cspbi3、fapbcl3、fapbbr3、fapbi3钙钛矿量子点。

6.根据权利要求1~4所述的酒石酸包括d-酒石酸、l-酒石酸、dl-酒石酸。

7.根据利要求1~6所述的酒石酸钝化的ch3nh3pbx3钙钛矿量子点在钙钛矿半导体发光材料中的应用。

技术总结
使用酒石酸作为钝化剂制备钙钛矿量子点的方法及应用，钙钛矿量子点CH<subgt;3</subgt;NH<subgt;3</subgt;PbX<subgt;3</subgt;，X=Cl，或者Br，或者I，步骤为：首先钙钛矿量子点前驱体的制备：将CH<subgt;3</subgt;NH<subgt;3</subgt;X、N,N‑二甲基甲酰胺、油酸、辛胺和PbX<subgt;2</subgt;混合搅拌直至溶解，得到前驱体；然后钙钛矿量子点溶液的制备：将前驱体加入到甲苯中，再加入酒石酸混合搅拌，生成CH<subgt;3</subgt;NH<subgt;3</subgt;PbX<subgt;3</subgt;钙钛矿量子点；最后将CH<subgt;3</subgt;NH<subgt;3</subgt;PbX<subgt;3</subgt;钙钛矿量子点进行超声清洗并离心，取上清液，即为经酒石酸钝化的CH<subgt;3</subgt;NH<subgt;3</subgt;PbX<subgt;3</subgt;钙钛矿量子点溶液。酒石酸钝化的CH<subgt;3</subgt;NH<subgt;3</subgt;PbX<subgt;3</subgt;钙钛矿量子点在钙钛矿半导体发光材料中的应用。

技术研发人员：何玲,孙卫民,丁怡
受保护的技术使用者：兰州理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12