CN108251110A - 一种钙钛矿量子点/薄膜体系构建多色发光膜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光电发光与显示器件技术领域，具体涉及钙钛矿量子点/薄膜体系构建多色发光膜的方法，包括薄膜体系和钙钛矿量子点。具体为，在基板上制备含卤素成分的薄膜，之后在薄膜上面沉积钙钛矿量子点，得到多色发光膜。该钙钛矿量子点/薄膜体系构建多色发光膜的方法具有成膜简单，基板兼容性好，荧光产率高，色纯度高，易于大面积成膜的优点。

Description

一种钙钛矿量子点/薄膜体系构建多色发光膜的方法
技术领域
本发明属于光电发光与显示器件技术领域，具体涉及钙钛矿量子点/薄膜体系构建多色发光膜的方法。
背景技术
发光膜板是一种应用光致发光材料和树脂类以及玻璃类等材料制成的薄膜产品，它广泛应用于显示器件的背光，色转换片等。同时由于复合荧光薄膜优异的光转换特性，被广泛应用于太阳能封装聚光器和白光LED等器件中。近年来，量子点被成功应用于液晶显示器背光模组中，大大提高了液晶显示器的色域，在色彩还原方面展现出了巨大的优势。
钙钛矿量子点同时具有缺陷容忍度高、合成工艺简单、发光半峰宽窄、量子产率高，利于溶液法制备等优点。基于该材料优异的光电特性，钙钛矿量子点在太阳能电池、发光二极管，显示背光源，激光，光电探测器，荧光标记以及光催化方面具有巨大的应用前景。
然而钙钛矿量子点是一种典型的离子晶体，不同荧光颜色的量子点混合在一起会发生离子交换，发射出单一波段的光，无法形成多彩薄膜。本发明提出利用钙钛矿量子点和薄膜在膜层中的离子交换，成功构建了钙钛矿量子点薄膜体系构建多色发光膜。
发明内容
本发明的目的在于提出一种钙钛矿量子点/薄膜体系构建多色发光膜的方法，包括在基板上制备含卤素成分的薄膜以及在薄膜上面沉积钙钛矿量子点，得到多色发光膜。
所述的钙钛矿量子点/薄膜体系是一种复合体系，包括钙钛矿量子点和薄膜，其中薄膜为含有卤素的钙钛矿薄膜、卤化物或卤素单质。
所述的钙钛矿量子点/薄膜体系构建的多色发光膜依附于玻璃、金属类刚性材料，PS、PET类柔性材料，PDMS、PDMC类的可拉伸材料基板上。
所述的薄膜为平面结构、网状结构或岛状结构，且厚度为10 nm-100 μm。
所述的薄膜中的卤素元素和钙钛矿量子点中的卤素元素不同。
所采用钙钛矿量子点结构式为ABX3、或者其多钙钛矿晶体如A2B2X6 或 A3B3X9结构，其中元素A为无机金属元素如铯或铷，或有机基团如甲胺、乙胺，元素B为铅、锡、锑、碲或锰，卤素X为F、Cl、Br或I。
所述的钙钛矿量子点尺寸为1 nm-1000 nm, 表面有配体包覆，多色发光膜的颜色可以通过配体的种类，密度，和长度来调控。
所述的薄膜沉积方式溶液法，为喷墨打印，转印，丝网印刷，滴涂，刮涂或旋涂成膜。
本发明的显著优点在于：
本发明提及的钙钛矿量子点/薄膜体系构建多色发光膜的方法具有成膜简单，基板兼容性好，荧光产率高，色纯度高，易于大面积成膜的优点。
附图说明
图1是本发明一种钙钛矿量子点/薄膜体系中的薄膜SEM形貌图；
图2是钙钛矿量子点的HR-TEM形貌图；
图3是钙钛矿量子点的晶格结构；
图4是钙钛矿量子点/薄膜体系构建多色发光膜的荧光照片。
具体实施方式
下面结合附图及实施例具体说明本发明一种钙钛矿量子点/薄膜体系构建多色发光膜的方法。本发明提供优选实施例，但不应该被认为仅限于在此阐述的实施例。在图中，为了清楚放大了层和区域的厚度，但作为示意图不应该被认为严格反映了几何尺寸的比例关系。
在此参考图是本发明的理想化实施例的示意图，本发明所示的实施例不应该被认为仅限于图中所示的区域的特定形状，而是包括所得到的形状，比如制造引起的偏差。
在下文中，将根据下面的实施例更详细的说明本发明。但是，这些实施例是为了说明起见而给出的，不应该看做是对本发明的范围的限制。
实施例1
一种钙钛矿量子点/薄膜体系构建多色发光膜的方法，具体步骤为：
第一步，将CH3NH3I和PbI2 粉末溶于DMF溶液中形成浓度为50wt%浓溶液；CH3NH3I和PbI2的摩尔比为1:1；氮气环境下70℃加热12h使得充分溶解；
第二步，提供一基板，室温条件下，基板上以2000转每分的速度旋涂步骤一得到的前驱体形成钙钛矿薄膜，100℃加热10 min（图1）；
第三步，称取0.02mmol/ml的PbBr2和0.02mmol/ml的CH3NH3Br的 DMF溶液，加入0.5ml的油酸作为配体，制得前驱体溶液；然后取其中1ml前驱体快速注入到10ml的甲苯中，形成钙钛矿量子点，利用乙酸乙酯提纯三次，溶解到正己烷中，浓度为20mg/ml。（图2和图3）
第四步，将步骤三钙钛矿量子点通过喷墨打印沉积到步骤二得到的薄膜上，形成多色发光膜。（图4）。
实施例2
第一步，配制462mg/ml的PbI2 粉末溶于DMF溶液中；氮气环境下70℃加热12h使得充分溶解，得到前驱体溶液；
第二步，提供一基板，室温条件下，基板上以2000转每分的速度旋涂步骤一前驱体形成钙钛矿薄膜，100℃加热10 min；
第三步，称取0.02mmol/ml的PbBr2和0.02mmol/ml的CH3NH3Br 的DMF溶液，加入0.5ml的油酸作为配体，制得前驱体溶液；然后取其中1ml前驱体快速注入到10ml的甲苯中，形成钙钛矿量子点，利用乙酸乙酯提纯三次，溶解到正己烷中，浓度为20mg/ml；
第四步，将钙钛矿量子点通过喷墨打印沉积到薄膜上，形成多色发光膜。

Claims (9)

1.一种钙钛矿量子点/薄膜体系构建多色发光膜的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1，在基板上制备含卤素元素的薄膜；
步骤2，在薄膜上面沉积含卤素元素的钙钛矿量子点，得到多色发光膜。
2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿量子点/薄膜体系构建多色发光膜的方法，其特征在于：所采用钙钛矿量子点/薄膜体系是一种复合体系，包括钙钛矿量子点和薄膜，其中薄膜为含有卤素的钙钛矿薄膜、卤化物或卤素单质。
3.根据权利要求1所述的一种钙钛矿量子点/薄膜体系构建多色发光膜的方法，其特征在于：所采用钙钛矿量子点结构式为ABX3、A2B2X6 或 A3B3X9结构，其中元素A为无机金属元素或有机基团；元素B为铅、锡、锑、碲或锰，卤素X为F、Cl、Br或I。
4.根据权利要求3所述的一种钙钛矿量子点/薄膜体系构建多色发光膜的方法，其特征在于：其中所述无机金属元素为铯或铷；有机基团为甲胺或乙胺。
5.根据权利要求1所述的一种钙钛矿量子点/薄膜体系构建多色发光膜的方法，其特征在于：薄膜中含有的卤素元素和钙钛矿量子点中含有卤素元素不同。
6.根据权利要求1所述的一种钙钛矿量子点/薄膜体系构建多色发光膜的方法，其特征在于：所述多色发光膜依附于刚性材料、柔性材料、可拉伸材料中的任意一种上；其中所述刚性材料为玻璃或金属；柔性材料为PS或PET；可拉伸材料为PDMS或PDMC。
7.根据权利要求1所述的一种钙钛矿量子点/薄膜体系构建多色发光膜的方法，其特征在于：步骤1的薄膜为平面结构、网状结构或岛状结构；厚度为10 nm-100 μm。
8.根据权利要求1所述的一种钙钛矿量子点/薄膜体系构建多色发光膜的方法，其特征在于：所采用钙钛矿量子点尺寸为1 nm-1000 nm, 表面有配体包覆，多色发光膜的颜色通过配体的种类，密度和长度来调控。
9.根据权利要求1所述的一种钙钛矿量子点/薄膜体系构建多色发光膜的方法，其特征在于：步骤2中的沉积选择喷墨打印，转印，丝网印刷，滴涂，刮涂，旋涂任意一种方式来成膜或者印制图案。
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