CN110358237B - 一种聚合物基纳米复合材料及基于其的滤光片 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种聚合物基纳米复合材料及基于其的滤光片，所述聚合物基纳米复合材料的组分包括聚合物基质和半导体材料；所述聚合物基纳米复合材料在至少一个波长范围内光平均透过率大于90％，至少在一个截止范围内的截止深度小于OD2。所述基于聚合物基纳米复合材料的滤光片具有截止陡度大、峰值透过率高(＞90％)、截止深度大的优点，可以实现透过波长和透过光强度连续可调，通过原位制备的方式获得，制备工艺简单，对设备的要求低，原料价格低廉，生产成本低，稳定性好、厚度薄(20μm)、柔韧性好，有利于实现器件的轻量化、小型化、柔性加工，便于集成。

Description

一种聚合物基纳米复合材料及基于其的滤光片
技术领域
本申请涉及一种聚合物基纳米复合材料及基于其的滤光片，属于材料、滤光片领域。
背景技术
滤光片按滤光原理可分为吸收滤光片和干涉滤光片。吸收滤光片利用物质对光的选择性吸收进行滤光。吸收型长波通滤光片一般使用有机染料分子分散在玻璃中。这种滤光片光谱特性稳定、价格低、工艺简单，但存在厚度厚、截止陡度小、峰值透过率低、波长不能连续可调等的缺点。现阶段的商用滤光片主要为干涉型滤光片。这种滤光片是用真空镀膜法交替形成具有一定厚度的折射率变化的多层介质膜，具有截止陡度大、长波段透过率高、可以制备波长连续可调滤光片的优点，但紫外滤光片透过率低，易受温度和湿度的影响，并且生产成本高、较难集成、产品不良率很高。
发明内容
根据本申请的一个方面，提供了一种聚合物基纳米复合材料，该聚合物基纳米复合材料薄膜在很长的波段范围内吸光度几乎为0，透过率在95%左右，并且具有耐候性好、耐化学试剂等的优点，是一种优异的吸收型滤光片基质材料。本发明的目的是克服玻璃滤光片滤光性能差、厚度厚的缺点，克服干涉滤光片紫外波段透过率低、成本高、难集成的缺点。
所述聚合物基纳米复合材料的组分包括聚合物基质和半导体材料；
所述聚合物基纳米复合材料在至少一个波长范围内光平均透过率大于90%，在至少一个截止范围内的截止深度小于OD2，有效透射区可延伸至聚合物基质的吸收限。
可选地，所述聚合物基纳米复合材料在200~3000nm范围内的至少一个波长范围内光透过率大于90%，平均截止深度小于OD2。
可选地，所述聚合物基质的聚合物选自聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯醇（PVA）、透明ABS塑料（ABS）、聚丙烯腈（PAN）、聚烯烃弹性体（POE）、热塑性聚氨酯（TPU）、聚乙烯咔唑（PVK）、聚偏二氯乙烯（PVDc）、聚醋酸乙烯酯（PVAc）、醋酸纤维素（CA）、聚砜（PSF）、聚酰胺（PA）、聚酰亚胺（PI）、聚碳酸酯（PC）、聚苯乙烯（PS）中的至少一种。
可选地，所述半导体材料选自化学通式为A3B2X9、ABX3、A2BX6中的至少一种；
其中，A选自CH3NH3、CH(NH)NH3、Cs中的至少一种；B选自Sb、Bi、In、Al、Ag、Ti中的至少一种；X选自卤素元素中的至少一种；
所述半导体材料的固含量为2wt.%~50wt.%；
所述半导体材料的尺寸为2~100 nm。
可选地，所述聚合物基纳米复合材料还包括添加剂组分；
所述添加剂组分选自聚对苯撑乙烯撑（MEH-PPV）、聚3-己基噻吩（P3HT）、[6,6]-苯基C61丁酸甲酯（PC61BM）、聚乙烯基咔唑（PKV）、苝酰亚胺（BDI）、富勒烯、聚[2-甲氧基-5-[(3,7-二甲基辛氧基)-1,4-苯]-1,2-乙烯二基]（MDMO-PPV）中的至少一种；
所述聚合物基纳米复合材料中所述添加剂组分的含量为1wt.%~20wt.%。
可选地，所述聚合物基纳米复合材料的制备方法包括：将聚合物基质和半导体材料的前驱体分别溶解于有机溶剂中，得到聚合物胶液和前驱体溶液；流延干燥，得到所述聚合物基纳米复合材料。
可选地，所述聚合物基纳米复合材料的制备方法包括：将聚合物基质和半导体材料的前驱体分别溶解于有机溶剂中，得到聚合物胶液和前驱体溶液，加入添加剂组分；流延干燥，得到所述聚合物基纳米复合材料。
可选地，在聚合物基纳米复合材料滤光片中添加染料等吸光材料，从而实现窄带探测。将聚合物基半导体纳米复合材料滤光片与相应的短波通滤光片或另一层染料/聚合物复合薄膜滤光片组合的方式也可以实现窄带探测。所述的染料可以是MEH-PPV、P3HT、PC61BM、PVK、BDI、富勒烯、MDMO-PPV等。
在本申请一种具体的实施方式中，聚合物基纳米复合材料由透明聚合物基质和非辐射复合的半导体材料组成，二者具体的存在形式如图1所示，聚合物基质的晶区和聚合物链段将半导体纳米颗粒分离开、或聚合物的链段直接将半导体纳米颗粒分离开，分子链段将半导体颗粒包裹住，很好的起到阻隔水氧的作用。其中半导体的固含量（半导体占整个干膜重量）为2%wt.%~50%wt.%。
本申请中，所述半导体材料的固含量是指所述半导体占整个聚合物基纳米复合材料干膜重量的重量百分比。
根据本申请的又一个方面，提供了一种基于上述任一聚合物基纳米复合材料的滤光片，具有截止陡度大、峰值透过率高（＞90%）、截止深度大的优点，可以实现透过波长和透过光强度连续可调，通过原位制备的方式获得，制备工艺简单，对设备的要求低，原料价格低廉，生产成本低，稳定性好、厚度薄（20μm）、柔韧性好，有利于实现器件的轻量化、小型化、柔性加工，便于集成。
可选地，所述滤光片的制备步骤至少包括：
a）将聚合物基质和半导体材料的前驱体分别溶解于有机溶剂中，得到聚合物胶液和前驱体溶液；
b）将前驱体溶液加入到聚合物胶液中，混合均匀，得到混合液；
c）将步骤b）中得到的混合液涂布在基底上形成膜，湿膜厚度为50~1000μm；
d）将涂布有湿膜的基底干燥处理后，于20~100℃下热处理0.17~1小时，得到所述滤光片。
可选地，所述步骤a）中的所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基乙酰胺（DMAc）、二甲亚砜（DMSO）、乙酸乙酯（EtAc）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、四氢呋喃（THF）、甲苯、氯仿、丙酮中的至少一种；
步骤a）中的所述前驱体包括前驱体I和前驱体II，所述前驱体I选自卤化甲胺、卤化甲脒、卤化铯中的至少一种，所述前驱体II选自卤化铋、卤化铟、卤化锑、卤化银、卤化钛中的至少一种，所述前驱体I和前驱体II的混合比例的范围为1：2~3：1；
步骤c）中的所述基底选自玻璃板、PET中的任意一种；
步骤d）中的所述热处理为退火。
可选地，所述滤光片为长波通滤光片或双波通滤光片；
所述长波通滤光片的滤光波段范围在3000 nm~250 nm的范围；
所述双波通滤光片的滤光波段范围选自3000 nm~250 nm范围中的任意两个不重叠的波段范围；
所述长波通滤光片和双波通滤光片的光透过率范围为80%~92%。
在本申请中，聚合物基纳米复合材料采用原位制备的方式获得，如图2所示。。
在本申请中，半导体材料可以吸收大于其带隙对应的波长的光。某些半导体材料，尤其是钙钛矿材料具有吸收系数大、吸收边陡的特点。通过调节半导体材料的固含量、控制半导体材料的尺寸、膜厚、种类的方式可以实现透过波长的连续调控，若控制适当的尺寸，还可实现单波段或双波段高透过。若将其颗粒尺寸控制在对应激子玻尔半径左右，半导体材料会存在较强的激子吸收，从而实现双波段透过。
本申请中所述的基于聚合物基纳米复合材料的滤光片，属于吸收型滤光片，目的在于克服现阶段吸收型滤光片截止陡度小、峰值透过率低、波长不能连续可调、膜厚较厚的缺点；另外，与现阶段商用干涉型滤光片相比，本发明提供的半导体/聚合物复合薄膜滤光片克服了滤光片易受温度和湿度的影响、生产成本高、较难集成、产品不良率高的缺点。
根据本申请的又一个方面，提供了一种窄带滤光片，其特征在于，包含上述任一基于聚合物基纳米复合材料的滤光片中的至少一种；所述窄带滤光片的光透过率范围为92%~80，滤光波段范围为3000 nm~250 nm。
可选地，所述窄带滤光片还包括短波通滤光片、掺杂染料的聚合物中的至少一种。
本申请中，所述掺杂染料的聚合物中，染料选自MEH-PPV、P3HT、PC61BM、PVK、BDI、富勒烯、MDMO-PPV中的至少一种，聚合物选自聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯、醋酸纤维素、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、透明ABS塑料、聚丙烯腈、聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯、聚乙烯咔唑中的至少一种。本申请中，染料在聚合物中的掺杂量可以为1wt.%~20wt.%。
可选的，所述窄带滤光片中采用了上述基于聚合物基纳米复合材料的滤光片，所述的基于聚合物基纳米复合材料的滤光片与短波通滤光片组合、或与添加染料分子添加剂的染料分子组合的方式实现窄带滤光。
在本申请中，由短波通滤光片、所述染料添加剂中的至少一种与上述任一滤光片组合得到的窄带滤光片，可以实现单色或双色窄带滤光。
本申请能产生的有益效果包括：
1）本申请所提供的聚合物基纳米复合材料的薄膜，在很长的波段范围内吸光度几乎为0，透过率在95%左右，并且具有耐候性好、耐化学试剂等的优点，是一种优异的吸收型滤光片基质材料。
2）本申请所提供的基于聚合物基纳米复合材料的滤光片，具有截止陡度大、峰值透过率高（＞90%）、截止深度大的优点。
3）本申请所提供的基于聚合物基纳米复合材料的滤光片，可实现单波段或双波段高透过，可以实现透过波长和透过光强度连续可调。
4）本申请所提供的基于聚合物基纳米复合材料的滤光片，具有通过原位制备的方式获得，制备工艺简单，对设备的要求低，原料价格低廉，生产成本低。
5）本申请所提供的基于聚合物基纳米复合材料的滤光片，稳定性好、厚度薄（20 μm）、柔韧性好，便于实现器件的轻量化、小型化、柔性加工，便于集成。
6）本申请所提供的基于聚合物基纳米复合材料的滤光片，与合适的短波通型滤光片或掺染料的聚合物薄膜组合，可以实现单色或双色窄带滤光。
附图说明
图1为本申请一种实施方式中聚合物基纳米复合材料滤光片中物质具体存在形式的结构示意图。
图2为本申请一种实施方式中聚合物基纳米复合材料滤光片的制备流程。
图3为本申请实施例2中基于1#样品MA3Bi2Br9/聚合物的长波通滤光片C1#的透过率随波长的变化关系图。
图4为本申请实施例3中基于6#样品MA3In2Cl9/聚合物的双波通滤光片的透过率随波长的变化关系图。
图5为本申请一种实施方式中基于聚合物基纳米复合材料的滤光片与商用短波通型滤光片组合的结构示意图。
图6为本申请一种实施方式中基于聚合物基纳米复合材料的滤光片与聚合物基染料复合材料滤光片组合的结构示意图；
图7为本申请实施例4中基于1#样品MA3Bi2Br9/聚合物的长波通滤光片与商用450nm短波通滤光单波通片组合得到的窄带滤光片的透过率与波长变化关系图。
图8为本申请实施例6中，基于6#样品MA3In2Cl9/聚合物的双波通滤光片与商用300nm短波通滤光单波通片组合得到窄带滤光片的透过率与波长变化关系图。
图9为本申请实施例7中，基于6#样品MA3In2Cl9/聚合物的双波通滤光片与商用375nm短波通滤光单波通片组合得到窄带滤光片的透过率与波长变化关系图。
图10为本申请实施例8中，样品MA3In2Cl9/聚合物双波通滤光片与P3HT/聚合物滤光片组合得到窄带滤光片的透过率与波长变化关系图。
图11为本申请实施例10中，通过控制固含量的方式获得的透过波长和强度连续可调的系列MA3Bi2Br9/聚合物滤光片的透过率与波长变化关系图。
图12为本申请实施例11中，通过控制膜厚的方式获得的透过波长和强度连续可调的系列MA3Bi2Br9/聚合物滤光片。
图13为本申请中Z3#长波通滤光片与商用干涉滤光片SEMROCK-FF01-276/SP-25滤光片的透过率与波长变化关系对比图。
图14为本申请中C1#窄带单波通滤光片与商用玻璃滤光片的透过率与波长变化关系对比图。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
如无特别说明，本申请的实施例中的聚合物、染料添加剂和前驱体等原料均通过商业途径购买，其中，前驱体均购自阿拉丁公司，染料均购自西安宝莱特公司，聚合物购自德国拜尔公司。
本申请的实施例中分析方法如下：
利用日本理学D/max X射线衍射仪、日立S-4800扫描电子显微镜对聚合物基纳米复合材料的形貌和结构进行表征。
利用岛津UV-3600紫外可见分光光度计对滤光片的光透过率与波长变化关系进行分析。
以上测试均在室温下进行。
实施例中所述复合材料中半导体材料的尺寸在2~100 nm范围内。
实施例1 聚合物基纳米复合材料的制备
样品MA3Bi2Br9/聚合物（PMMA）的制备
将聚合物（PMMA）溶解在DMF中得到澄清透明的聚合物胶液，将前驱体I的MABr（甲胺溴）和前驱体II的BiBr3按照摩尔比3：2的比例溶解在DMF中得到前驱体溶液，按照固含量为50%的添加量将前驱体溶液加入聚合物胶液中，混合均匀，通过流延干燥的方式得到1#样品MA3Bi2Br9/聚合物。
其他条件不变，改变固含量为10%、20%、30%、40%，分别得到2#、3#、4#、5#样品MA3Bi2Br9/聚合物。
样品MA3In2Cl9/聚合物（PVDc）的制备
样品MA3In2Cl9/聚合物的制备过程与样品MA3Bi2Br9/聚合物的制备过程相似，不同之处在于，将前驱体I替换为MACl、前驱体II替换为InCl3，将固含量改变为3%，即得到6#样品MA3In2Cl9/聚合物。
样品MA3In2Cl9/聚合物（PMMA）的制备
样品MA3In2Cl9/聚合物（PMMA）的制备过程与样品MA3In2Cl9/聚合物（PVDc）的制备过程相似，不同之处在于，将聚合物（PVDc）替换为聚合物（PMMA），将溶剂替换为THF，即得到7#样品MA3In2Cl9/聚合物。
其它样品也以类似的制备过程制备，具体样品编号和制备条件如表1中所示。
表1
样品编号 原料（聚合物/前驱体/前驱体比例） 固含量（%） 溶剂
样品8# PVDF/（MAI、BiI3）/ MAI：BiI3=1:1 2 DMF
样品9# ABS/(MABr、SbBr3) / MABr：SbBr3=2:1 15 DMSO
样品10# CA/(CsBr、SbBr3) / CsBr：SbBr3=1.5:1 25 NMP
样品11# PVAc/(CsBr、AgBr、BiBr3) / CsBr、AgBr、BiBr3=1:0.5:0.5 10 DMF
样品12# PVDc/(FABr、BiBr3)/ FABr：BiBr3=1.5:1 20 DMAc
其中，所述FABr为甲脒溴。
实施例2 基于1#样品MA3Bi2Br9/聚合物的长波通滤光片C1#~C5#的制备
使用玻璃板作为基底，将玻璃板表面清理干净，将溶解好的1#样品MA3Bi2Br9/聚合物（PMMA）混合液涂布在玻璃板上；用刮膜器刮出厚度为200 μm的湿膜（对应干膜厚度约为20 μm）；将涂有湿膜的玻璃板放在真空干燥箱中50℃真空干燥，待完全干燥后80℃退火30min，得到基于MA3Bi2Br9/聚合物长波通滤光片C1#。
该滤光片的透过率随波长的变化关系如图3所示。由图3可知，该滤光片在大于420nm波长范围内的透过率＞90%，平均截止深度小于OD2，截止陡度大。该滤光片与商用玻璃滤光片的透过率随波长的变化关系的对比图如图14所示。由图14可知，该滤光片的透过区的平均透过率为91%，高于商用玻璃滤光片（85%）；该滤光片的厚度为15μm，远薄于商用玻璃滤光片的厚度（3.2mm）；该滤光片的截止陡度略好于商用玻璃滤光片。
将上述方法中用刮膜器刮出的湿膜厚度变为50μm，其他步骤相同，得到基于MA3Bi2Br9/聚合物长波通滤光片C2#。
将上述方法中用刮膜器刮出的湿膜厚度变为 1000μm，其他步骤相同，得到基于MA3Bi2Br9/聚合物长波通滤光片C3#。
将上述方法中退火的条件变为20℃退火1小时，其他步骤相同，得到基于MA3Bi2Br9/聚合物长波通滤光片C4#。
将上述方法中退火的条件变为100℃退火0.17小时，其他步骤相同，得到基于MA3Bi2Br9/聚合物长波通滤光片C5#。
实施例3 基于6#样品MA3In2Cl9/聚合物的双波通滤光片的制备
使用玻璃板作为基底，将玻璃板表面清理干净，将溶解好的6#样品MA3In2Cl9/聚合（PVDc）物混合液涂布在玻璃板上；用刮膜器刮出厚度为200 μm的湿膜（对应干膜厚度约为20 μm）；将涂有湿膜的玻璃板放在真空干燥箱中60℃真空干燥，待完全干燥后80℃退火30min，得到基于MA3In2Cl9/聚合物的长波通滤光片，记为6#。
该滤光片的透过率随波长的变化关系如图4所示。由图4可知，该滤光片在250~320nm和大于345 nm的范围内存在较高的透过率，其中250~320 nm范围内的峰值透过率约为82%，大于345 nm的范围内的透过率约＞91%，平均截止深度小于OD2，截止陡度较大。
实施例4 基于MA3Bi2Br9/聚合物的窄带滤光片Z1#的制备
以实施例2中基于MA3Bi2Br9/聚合物（ABS）的长波通滤光片与商用450 nm短波通滤光片组合得到中心波长为440 nm的窄带滤光片，具体操作如下：
使用商用450 nm短波通滤光片作为基底，将商用450 nm短波通滤光片表面清理干净，将溶解好的1#样品MA3Bi2Br9/聚合物混合液涂布在商用450 nm短波通滤光片上；用刮膜器刮出厚度为200 μm的湿膜（对应干膜厚度约为20 μm）；将涂有湿膜的商用450 nm短波通滤光片放在真空干燥箱中50℃真空干燥，待完全干燥后80℃退火30min，得到组合的窄带滤光片，记为Z1#。
该窄带滤光片的结构如图5所示，透过率随波长的变化关系如图7所示，该窄带滤光片的峰值透过率＞84%，平均截止深度小于OD2，半带宽为28 nm。
实施例5 基于MA3Bi2Br9/聚合物的窄带滤光片Z2#的制备
以实施例2中基于MA3Bi2Br9/聚合物（PMMA）长波通滤光片与MDMO-PPV/聚合物滤光片组合得到窄带滤光片，具体操作如下：
将 MDMO-PPV按照固含量为10%的比例与聚合物（PVDF）混合溶解在甲苯中，得到澄清的染料/聚合物混合液；
将上述混合液涂布在实施例2中基于MA3Bi2Br9/聚合物长波通滤光片上，用刮膜器刮出厚度为200 μm的湿膜；
将上述湿膜放在真空干燥箱中30℃真空干燥，至膜完全干燥，得到组合的窄带滤光片，记为Z2#。该滤光片的结构如图6所示。
实施例6 基于MA3In2Cl9/聚合物的窄带单波通滤光片ZD1#
基于6#样品MA3In2Cl9/聚合物（PVDc）的双波通滤光片与商用300nm短波通滤光片组合的方式，获得窄带单波通滤光片，记为ZD1#，具体过程为：
将实施例3中的基底换为商用300 nm的短波通滤光片，其余步骤保持不变。该滤光片的结构如图5所示，其透过率随波长的变化关系如图8所示，由图8可知，所获得的单波通窄带滤光片的峰值透过率为82%，截止深度＜OD2，半带宽为33 nm。
实施例7 基于MA3In2Cl9/聚合物的窄带双波通滤光片ZS1#
基于6#样品MA3In2Cl9/聚合物（PVDc）的双波通滤光片与商用375 nm短波通滤光片组合的方式，获得窄带双波通滤光片，记为ZS1#，具体过程为：
将实施例3中的基底换为商用375 nm的短波通滤光片，其余步骤保持不变。该滤光片的结构如图5所示，其透过率随波长的变化关系如图9所示，由图9可知，所获得的窄带双波通滤光片在250~320 nm范围内发峰值透过率为82%，截止深度＜OD2，半带宽45 nm，在345~388 nm范围内的峰值透过率为86%，截止深度＜OD2，半带宽20 nm。
实施例8 基于MA3In2Cl9/聚合物的窄带单波通滤光片Z3#
基于6#样品MA3In2Cl9/聚合物（PVDc）的双波通滤光片与P3HT/聚合物滤光片组合的方式，获得窄带滤光片，具体过程为：
将染料P3HT按照固含量为10%的比例与聚合物混合溶解在甲苯中，得到澄清的P3HT/聚合物胶液；将上述胶液涂布在实施例3所述的MA3In2Cl9/聚合物的双波通滤光片上，用刮膜器刮出厚度为200 μm的湿膜；将上述湿膜放在真空干燥箱中30℃真空干燥，至膜完全干燥，得到窄带滤光片，记为Z3#滤光片。
该滤光片的结构如图6所示，透过率随波长的变化关系如图10所示，该滤光片在250~315 nm范围内的峰值透过率＞82%，半带宽为43 nm。该滤光片与商用干涉滤光片的透过率随波长的变化关系的对比图如图13所示。由图13可知，该滤光片的最大透过率为83%，高于商用干涉滤光片（45%）；该滤光片的厚度为12μm，远薄于商用玻璃滤光片的厚度（3.5mm）。
实施例9 染料作为聚合物基纳米复合材料薄膜的添加剂制备窄带滤光片
染料作为复合薄膜的添加剂获得窄带滤光片。
上述实施例5和实施例8中，将MDMO-PPV、P3HT均匀的分散在前驱体/聚合物胶液中，即获得与实施例5和实施例8效果相同的窄带滤光片Z4#和Z5#。
Z4#的制备方法具体为：将MDMO-PPV均匀的分散在实施例2中所述的前驱体/聚合物胶液中，后续步骤与实施例2中完全相同，得到MA3Bi2Br9/聚合物窄带滤光片；其中，MA3Bi2Br9/聚合物中MDMO-PPV的含量为1wt.%。
Z5#的制备方法具体为：将P3HT均匀的分散在实施例3中所述的前驱体/聚合物胶液中，后续步骤与实施例3中完全相同，得到MA3In2Cl9/聚合物窄带滤光片；其中，MA3Bi2Br9/聚合物中MDMO-PPV的含量为20wt.%。
将P3HT均匀的分散在实施例3中所述的前驱体/聚合物胶液中，后续步骤与实施例3中完全相同，得到MA3In2Cl9/聚合物窄带滤光片Z6#；其中，MA3Bi2Br9/聚合物中MDMO-PPV的含量为10wt.%。
实施例10
通过控制聚合物基纳米复合材料中半导体材料的固含量可实现最大透过率和透过波长连续可调。
按照实施例2所述步骤，将实施例1中1#~5#样品MA3Bi2Br9/聚合物制备得到一组MA3Bi2Br9/聚合物滤光片样品，并测试其透过率随波长变化关系，结果如图11所示，由图可知，在280~370 nm范围内峰值透过率从70%调至小于1%，长波通波段从400 nm调至425 nm。
实施例11
通过控制聚合物基纳米复合材料薄膜的膜厚可实现最大透过率和透过波长连续可调。
将实施例1中得到的1#样品MA3Bi2Br9/聚合（PMMA）物分别以湿膜厚度分别为100μm、200μm、400μm、1000μm涂布在玻璃板基底上，在真空干燥箱中50℃真空干燥，待完全干燥后80℃退火30min，得到系列MA3Bi2Br9/聚合物（PMMA）双波通滤光片。
这些滤光片的透过率随波长变化关系如图12所示，在280~370nm范围内峰值透过率从72%调至小于1%，长波通波段从405nm调至425nm。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种聚合物基纳米复合材料，其特征在于，所述聚合物基纳米复合材料的组分包括聚合物基质和半导体材料；
所述聚合物基纳米复合材料在至少一个波长范围内光平均透过率大于90%，在至少一个截止范围内的截止深度小于OD2；
所述半导体材料为非辐射复合的钙钛矿材料。
2.根据权利要求1所述的聚合物基纳米复合材料，其特征在于，所述聚合物基纳米复合材料在3000~200nm范围内的至少一个波长范围内光透过率大于90%，平均截止深度小于OD2。
3.根据权利要求1所述的聚合物基纳米复合材料，其特征在于，所述聚合物基质的聚合物选自聚偏氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯、醋酸纤维素、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、透明ABS塑料、聚丙烯腈、聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯、聚乙烯咔唑中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的聚合物基纳米复合材料，其特征在于，所述半导体材料选自化学通式为A3B2X9、ABX3、A2BX6中的至少一种；
其中，A选自CH3NH3、CH(NH)NH3、Cs中的至少一种；B选自Ag、Sb、Bi、In、Al、Ti中的至少一种；X选自卤素元素中的至少一种；
所述半导体材料的固含量为2wt.%~50wt.%；
所述半导体材料的尺寸为2~100 nm。
5.根据权利要求1所述的聚合物基纳米复合材料，其特征在于，所述聚合物基纳米复合材料还包括添加剂组分；
所述添加剂组分选自聚对苯撑乙烯撑、聚3-己基噻吩、[6,6]-苯基C61丁酸甲酯、聚乙烯基咔唑、苝酰亚胺、聚[2-甲氧基-5-[(3,7-二甲基辛氧基)-1,4-苯]-1,2-乙烯二基]、富勒烯中的至少一种；
所述聚合物基纳米复合材料中所述添加剂组分的含量为1wt.%~20wt.%。
6.一种基于权利要求1至5任一项所述的聚合物基纳米复合材料的滤光片，其特征在于，所述滤光片的制备步骤至少包括：
a）将聚合物基质和半导体材料的前驱体分别溶解于有机溶剂中，得到聚合物胶液和前驱体溶液；
b）将前驱体溶液加入到聚合物胶液中，混合均匀，得到混合液；
c）将步骤b）中得到的混合液涂布在基底上形成膜，湿膜厚度为50~1000μm；
d）将涂布有湿膜的基底干燥处理后，于20~100℃下热处理0.17~1小时，得到所述滤光片。
7.根据权利要求6所述的滤光片，其特征在于，所述步骤a）中的所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、乙酸乙酯、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、甲苯、氯仿、丙酮中的至少一种；
步骤a）中的所述前驱体包括前驱体I和前驱体II，所述前驱体I选自卤化甲胺、卤化甲脒、卤化铯中的至少一种，所述前驱体II选自卤化铋、卤化铟、卤化锑、卤化银、卤化钛中的至少一种，所述前驱体I和前驱体II的混合比例的范围为1：2~3：1；
步骤c）中的所述基底选自玻璃板、PET中的任意一种；
步骤d）中的所述热处理为退火处理。
8.根据权利要求6所述的滤光片，其特征在于，所述滤光片为长波通滤光片或双波通滤光片；
所述长波通滤光片的滤光波段范围在3000 nm~250 nm的范围；
所述双波通滤光片的滤光波段范围选自3000 nm~250 nm范围中的任意两个不重叠的波段范围；
所述长波通滤光片和双波通滤光片的光透过率范围为80%~92%。
9.一种窄带滤光片，其特征在于，包含权利要求6、权利要求7、权利要求8所述的滤光片中的至少一种；
所述窄带滤光片的光透过率范围为80%~92%，滤光波段范围在3000 nm~250 nm的范围内。
10.根据权利要求9所述的窄带滤光片，其特征在于，所述窄带滤光片还包括短波通滤光片、掺杂染料的聚合物中的至少一种。
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