CN115449369B - 钙钛矿纳米材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本申请属于光电半导体技术领域,尤其涉及一种钙钛矿纳米材料及其制备方法和应用。将卤化碱金属、第四主族金属卤化盐和卤化铵溶解在极性溶剂中得到前驱体溶液;将前驱体溶液、有机酸和有机胺在有机溶液中进行混合处理得到钙钛矿纳米材料。卤化铵中的NH4 +离子可以强有力的结合到钙钛矿纳米材料表面,形成稳定的富含NH4 +的配体壳层,从而有助于控制钙钛矿纳米材料的生长,并同时增强胶体溶液的稳定性。此外,卤化铵提供的富含NH4 +和卤素离子的环境有助于消除Cs+离子空位和卤素离子空位,增强荧光强度,从而实现实现制备同时具有载流子高效注入、胶体稳定性和高荧光量子产率的理想发光波段的短链配体封端的钙钛矿纳米材料。
Description
技术领域
本申请属于光电半导体技术领域,尤其涉及一种钙钛矿纳米材料及其制备方法和应用。
背景技术
纳米材料是指三维空间中至少有一维在纳米尺寸的范围之内(1nm-10nm)的材料。由于纳米材料的尺寸极小,所以纳米材料具有与众不同的物理化学性质。半导体纳米材料具有独特的光、电、磁等性质。传统的半导体纳米晶,如CdSe、InP在电子器件、发光二极管、太阳能电池、生物荧光标记等领域都起着十分重要的角色。而近几年,一种新型材料--卤化金属钙钛矿材料崛起,使传统的纳米材料受到了挑战。
“钙钛矿”一词归因于钛酸钙(CaTiO3)的晶体结构,最初,钙钛矿特指CaTiO3这种物质,但后来有许多物质的结构和CaTiO3极其相似,因此人们将具有这种结构的物质统称为钙钛矿材料。钙钛矿的通式为ABX3,而卤化金属钙钛矿材料有着超高的荧光效率和极窄的吸收光谱,具有非常优秀的电子和光学性质,使传统的半导体纳米材料受到了挑战。
到目前为止,钙钛矿纳米材料材料的研究尽管已经取得了长足的进步,但仍然存在一些问题,钙钛矿纳米材料的电致发光性能受限于较差的载流子传输效率,短链胺配体封端的金属卤化物钙钛矿纳米材料可以有效改善载流子注入能力。然而,配体链长的减小会使得钙钛矿纳米材料纳米材料的尺寸厚度难以控制,从而难以获得理想的发光波段。
发明内容
本申请的目的在于提供一种钙钛矿纳米材料及其制备方法和应用,旨在一定程度上解决钙钛矿纳米材料难以同时实现载流子高效注入、尺寸可控的问题。
为实现上述申请目的,本申请采用的技术方案如下:
第一方面,本申请提供一种钙钛矿纳米材料的制备方法,包括以下步骤:
将卤化碱金属、第四主族金属卤化盐和卤化铵溶解在极性溶剂中得到前驱体溶液;
将前驱体溶液、有机酸和有机胺在有机溶液中进行混合处理得到钙钛矿纳米材料。
优选地,卤化碱金属、第四主族金属卤化盐和卤化铵的摩尔比为1:13:14,卤化铵在极性溶剂中的浓度为0.04~0.05mol/L。
优选地,有机酸在有机溶液中的浓度为0.3~0.4mol/L;
有机胺在有机溶液中的浓度为0.15~0.2mol/L;
前驱体溶液和有机溶液的体积比为0.05~0.1。
优选地,卤化铵包括NH4Br、NH4Cl、NH4I中的至少一种。
优选地,卤化碱金属包括CsCl、CsBr、CsI中的至少一种。
优选地,第四主族金属卤化盐包括PbCl2、PbBr2、PbI2中的至少一种。
优选地,极性溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的至少一种。
优选地,有机胺的碳链长度为4~6。
优选地,有机酸的碳链长度为10~18。
优选地,有机溶剂包括甲苯、氯苯中的至少一种。
优选地,有机胺包括丁胺、辛胺中的至少一种。
优选地,有机酸包括油酸、花生酸、肉豆蔻酸中的至少一种。
优选地,混合处理的温度为40~50℃,混合处理的时长为5~8min。
优选地,制备方法还包括对混合处理后的混合溶液进行提纯处理,得到钙钛矿纳米材料。
第二方面,本申请提供一种钙钛矿纳米材料,由上述制备方法制得,钙钛矿纳米材料的结构通式为ABX3,其中,A包括碱金属元素中的至少一种,B包括第四主族金属元素中的至少一种,X为卤素中的一种,钙钛矿纳米材料的表面结合有铵根离子和有机胺配体。
优选地,钙钛矿纳米材料的晶格间距为0.41nm(110)。
优选地,钙钛矿纳米材料的荧光量子产率为60~80%。
优选地,钙钛矿纳米材料为纳米片状,钙钛矿纳米材料的片层厚度为1~6nm。
优选地,钙钛矿纳米材料为CsPbBr3钙钛矿纳米材料。
第三方面,本申请提供一种光电器件,光电器件中包括上述制备方法制得的钙钛矿纳米材料或上述钙钛矿纳米材料。
本申请第一方面提供的钙钛矿纳米材料的制备方法,添加的卤化铵中的NH4 +离子可以强有力的结合到钙钛矿纳米材料表面,形成稳定的富含NH4 +的配体壳层,从而有助于控制钙钛矿纳米材料的生长,并同时增强胶体溶液的稳定性。此外,卤化铵提供的富含NH4 +和卤素离子的环境有助于消除Cs+离子空位和卤素离子空位,增强荧光强度,从而实现制备同时具有载流子高效注入、胶体稳定性和高荧光量子产率的理想发光波段的短链配体封端的钙钛矿纳米材料。制备过程简单,参数易控。
本申请第二方面提供的钙钛矿纳米材料,表面结合有铵根离子和短链有机胺配体,短链有机胺配体很好的改善了钙钛矿纳米材料的载流子传输能力,电致发光性能大大提高的同时,由于铵根离子的包覆,形成的钙钛矿纳米材料的形貌也较好,尺寸均一可控,发光波段理想,荧光量子产率高。
本申请第三方面提供的钙钛矿纳米材料的应用,用作半导体光电器件,结构稳定,导电性好,发光效率高,发光颜色可调,在照明、显示、投影、LED及荧光探针等诸多领域具有很好的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例1提供的CsPbBr3纳米片1的荧光光谱图;
图2是本申请实施例1提供的CsPbBr3纳米片1的TEM图;
图3是本申请实施例2提供的CsPbBr3纳米片2的荧光光谱图;
图4是本申请实施例3提供的CsPbBr3纳米片3的荧光光谱图;
图5是本申请对比例1提供的CsPbBr3纳米材料4的荧光光谱图;
图6是本申请对比例1提供的CsPbBr3纳米材料4的TEM图;
图7是本申请实施例提供的添加溴化铵的钙钛矿纳米材料的制备过程示意图;
图8是本申请实施例提供的未添加溴化铵的钙钛矿纳米材料的制备过程示意图。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
本申请中,术语“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况。其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,“a,b或c中的至少一项(个)”,或,“a,b和c中的至少一项(个)”,均可以表示:a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c,其中a,b,c分别可以是单个,也可以是多个。
应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,部分或全部步骤可以并行执行或先后执行,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量,也可以表示各组分间重量的比例关系,因此,只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地,本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,用来将目的如物质彼此区分开,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如,在不脱离本申请实施例范围的情况下,第一XX也可以被称为第二XX,类似地,第二XX也可以被称为第一XX。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本申请实施例第一方面提供一种钙钛矿纳米材料的制备方法,包括以下步骤:
S1:将卤化碱金属、第四主族金属卤化盐和卤化铵溶解在极性溶剂中得到前驱体溶液;
S2:将前驱体溶液、有机酸和有机胺在有机溶液中进行混合处理得到钙钛矿纳米材料。
本申请第一方面提供的钙钛矿纳米材料的制备方法,如图7所示,为添加卤化铵的钙钛矿纳米材料的制备过程示意图,图8为未添加卤化铵的钙钛矿纳米材料的制备过程示意图,由图7和图8可以看出:添加的卤化铵中的铵离子与钙钛矿中[PbBr6]4-结合强度高,更容易结合到钙钛矿的表面;较小的NH4 +离子的低位阻使其易于密集堆积在纳米片表面,形成稳定的富含NH4 +的配体壳,从而有助于控制纳米片的生长,并同时增强胶体溶液的稳定性。此外,卤化铵提供的富含NH4 +和卤素离子的环境有助于消除Cs+离子空位和卤素离子空位,增强荧光强度,从而实现实现制备同时具有载流子高效注入、高荧光量子产率和胶体稳定性的理想发光波段的短链配体封端的钙钛矿纳米材料。
步骤S1中,在本申请的实施例中,卤化碱金属、第四主族金属卤化盐和卤化铵的摩尔比为1:13:14,卤化铵在极性溶剂中的浓度为0.04~0.05mol/L。在合成前驱体的过程中,此配比范围下,NH4 +能有效填补钙钛矿前驱体的表面空位缺陷。
在本申请的进一步实施例中,卤化碱金属包括但不限于CsCl、CsBr、CsI,第四主族金属卤化盐包括但不限于PbCl2、PbBr2、PbI2,可以制备不同波长的钙钛矿纳米材料。
在本申请的进一步实施例中,卤化铵包括NH4Br、NH4Cl、NH4I中的至少一种,卤化铵中的NH4 +离子可以强有力的结合到钙钛矿纳米材料表面,形成稳定的富含NH4 +的配体壳层,从而有助于控制钙钛矿纳米材料的生长,并同时增强胶体溶液的稳定性。此外,卤化铵提供的富含NH4 +和卤素离子的环境有助于消除Cs+离子空位和卤素离子空位,增强荧光强度,从而实现实现制备同时具有载流子高效注入、高荧光量子产率和胶体稳定性的短链配体封端的钙钛矿纳米材料。
在本申请的进一步实施例中,极性溶剂包括但不限于N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜,用于溶解分散卤化碱金属、第四主族金属卤化盐和卤化铵。
在本申请的实施例中,步骤S1可以按照但不限于以下方式进行:
将CsBr(0.112mmol)、NH4Br(1.472mmol)和PbBr2(1.6mmol)溶解在32ml N,N-二甲基甲酰胺溶液(DMF)中以形成清澈透明的前驱体溶液。
步骤S2中,在本申请的实施例中,对有机酸的种类没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的有机酸即可,在本申请的进一步实施例中,优选碳链长度为10~18的有机酸,包括但不限于油酸、花生酸、肉豆蔻酸、十二酸或辛酸,有机酸在有机溶液中的浓度为0.3~0.4mol/L,向前驱体溶液中添加有机酸,在前驱体表面包覆一层有机酸,形成的钙钛矿纳米材料可以是单分散的纳米晶颗粒或者纳米片。
在本申请的实施例中,对有机胺的种类没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的有机胺即可,长链有机胺结合在钙钛矿表面位阻大,有利于降低钙钛矿材料之间的堆叠,调控形貌,得到小尺寸的钙钛矿材料;短链的有机胺位阻小,对形貌调控效果相对较差。在本申请的进一步实施例中,优选碳链长度为4~6的短链有机胺,包括但不限于丁胺、辛胺,短链有机胺在有机溶液中的浓度为0.15~0.2mol/L,短链胺配体可以有效改善载流子注入能力,提高钙钛矿纳米材料的荧光量子产率,同时,通过铵离子协同作用,有利于改善短链胺配体封端的钙钛矿纳米材料的尺寸等形貌问题。
在本申请的实施例中,有机溶剂包括但不限于甲苯、氯苯,用于分散有机酸和有机胺。
在本申请的实施例中,前驱体溶液和有机溶液的体积比为0.05~0.1,有机溶液中的有机酸和有机胺能够很好地包覆于钙钛矿纳米材料表面,钝化钙钛矿纳米材料的表面缺陷,获得最佳的器件性能。
在本申请的实施例中,混合处理的温度为40~50℃,混合处理的时长为5~8min,此处理条件下,有机酸和有机胺包覆于钙钛矿表面的效率高,形成的钙钛矿纳米材料形貌均一、尺寸小。
在本申请的进一步实施例中,进行混合处理时,将前驱体溶液快速注入含有有机酸和有机胺的有机溶液中。在本申请更进一步的实施例中,前驱体溶液的注入在1~2s内完成,可有效促进成核生长,制备的钙钛矿纳米材料的晶型会更好,质量会更高。
在本申请的实施例中,步骤S2可以按照但不限于以下方式进行:
将1ml前体溶液快速注入10ml含有油酸(C18A,125ul)和丁胺(C4,60ul)的甲苯中。随后,将混合物置于水浴中并在40℃的温度下搅拌8分钟,即可完成钙钛矿纳米材料的制备。
在本申请的实施例中,制备方法还包括对混合处理后的混合溶液进行提纯处理,得到钙钛矿纳米材料。在本申请的进一步实施例中,采用乙酸乙酯、乙酸甲酯、油酸、油胺对钙钛矿纳米材料进行沉淀分离处理。
在本申请的实施例中,提纯处理可以按照但不限于以下方式进行:
向混合处理后的混合溶液中加入15ml乙酸甲酯和15ml乙酸乙酯,以及30ul油酸和30ul辛胺,8000rpm离心3分钟,收集沉淀物并分散于1.2ml己烷中。为了进一步去除杂质,将溶液以6000rpm的速度离心5分钟,最后取上清液,即为目标产物。
本申请实施例第二方面提供一种钙钛矿纳米材料,由上述制备方法制得,钙钛矿纳米材料的结构通式为ABX3,其中,A包括碱金属元素中的至少一种,B包括第四主族金属元素中的至少一种,X为卤素中的一种,钙钛矿纳米材料的表面结合有铵根离子和有机胺配体。
本申请实施例提供的钙钛矿纳米材料表面结合有铵根离子和有机胺配体,短链的有机胺配体很好的改善了钙钛矿纳米材料的载流子传输能力,电致发光性能大大提高的同时,由于铵根离子的包覆,形成的钙钛矿纳米材料的形貌也较好,尺寸均一可控,发光波段理想。
在本申请的一个具体实施例中,如图2所示钙钛矿纳米材料的晶格间距为0.41nm(110)。
在本申请的实施例中,钙钛矿纳米材料的荧光量子产率为60~80%,发光性能好。
在本申请的实施例中,钙钛矿纳米材料可以是纳米晶、纳米片中的一种,在本申请进一步地实施例中,钙钛矿纳米材料为纳米片状,钙钛矿纳米材料的片层厚度为1~3nm,在本申请的进一步实施例中,钙钛矿纳米材料为CsPbBr3钙钛矿纳米材料,CsPbBr3钙钛矿纳米材料表面结合有铵根离子和短链胺配体。具有窄发射线宽的CsPbBr3纳米片是色彩饱和蓝光发射层的有希望候选者,常规的CsPbBr3纳米片的电致发光性能受限于较差的载流子传输效率,短链胺配体封端的CsPbBr3纳米片可以有效改善载流子注入能力,然而,配体链长的减小会使得纳米片的厚度难以控制,如图8所示,从而难以获得理想的蓝光波段。本申请实施例提供的CsPbBr3钙钛矿纳米材料,表面结合有铵根离子和短链胺配体,如图7所示,在提高其载流子传输能力的同时又能保留其二维限制结构。
本申请实施例第三方面提供一种光电器件,光电器件中包括上述制备方法制得的钙钛矿纳米材料或上述钙钛矿纳米材料。
将本申请实施例提供的钙钛矿纳米材料用作半导体光电器件,具有结构稳定、导电性好、发光效率高、发光颜色可调等优点,在照明、显示、投影、LED及荧光探针等诸多领域具有很好的应用前景。
为使本申请上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解,以及本申请实施例钙钛矿纳米材料及其制备方法和应用的进步性能显著的体现,以下通过多个实施例来举例说明上述技术方案。
实施例1:基于NH4Br合成方法所制备的钙钛矿纳米片,如图7所示,包括以下步骤:
钙钛矿纳米片前驱体的制备:将CsBr(0.112mmol)、NH4Br(1.472mmol)和PbBr2(1.6mmol)溶解在32ml N,N-二甲基甲酰胺溶液(DMF)中以形成清澈透明的前驱体溶液;
钙钛矿纳米片的制备:将1ml前体溶液快速注入10ml含有油酸(C18A,125ul)和丁胺(C4,60ul)的甲苯中。随后,将混合物置于水浴中并在40℃的温度下搅拌8分钟,即可完成钙钛矿纳米片的制备;
钙钛矿纳米片的提纯:向原溶液中加入15ml乙酸甲酯和15ml乙酸乙酯,以及30ul油酸和30ul辛胺,8000rpm离心3分钟,收集沉淀物并分散于1.2ml己烷中。为了进一步去除杂质,将溶液以6000rpm的速度离心5分钟,最后取上清液,即为目标产物,CsPbBr3纳米片1。
如图1所示,本实施例制备的短链胺封端的钙钛矿纳米片维持了原始荧光光谱的形状和峰位,没有出现显著红移现象,意味着基于NH4Br的合成方法能够保持钙钛矿纳米片二维限制结构,8min后的荧光量子产率高达70%。
如图2所示,本实施例制备的短链胺封端的钙钛矿纳米片的TEM图显示出清晰的片状纳米结构。相应的高分辨率TEM图像显示出高结晶度,晶格距离为0.41nm,对应于正交CsPbBr3的(110)晶面。
实施例2:基于NH4Br合成方法所制备的钙钛矿纳米片,包括以下步骤:
钙钛矿纳米片前驱体的制备:将CsBr(0.112mmol)、NH4Br(0.736mmol)和PbBr2(1.6mmol)溶解在32ml N,N-二甲基甲酰胺溶液(DMF)中以形成清澈透明的前驱体溶液;
钙钛矿纳米片的制备:将1ml前体溶液快速注入10ml含有油酸(C18A,125ul)和丁胺(C4,60ul)的甲苯中。随后,将混合物置于水浴中并在40℃的温度下搅拌8分钟,即可完成钙钛矿纳米片的制备(如图3);
钙钛矿纳米片的提纯:向原溶液中加入15ml乙酸甲酯和15ml乙酸乙酯,以及30ul油酸和30ul辛胺,8000rpm离心3分钟,收集沉淀物并分散于1.2ml己烷中。为了进一步去除杂质,将溶液以6000rpm的速度离心5分钟,最后取上清液,即为目标产物,CsPbBr3纳米片2,荧光光谱如图3所示。
实施例3:基于NH4Br合成方法所制备的钙钛矿纳米片,包括以下步骤:
钙钛矿纳米片前驱体的制备:将CsBr(0.112mmol)、NH4Br(2.944mmol)和PbBr2(1.6mmol)溶解在32ml N,N-二甲基甲酰胺溶液(DMF)中以形成清澈透明的前驱体溶液;
钙钛矿纳米片的制备:将1ml前体溶液快速注入10ml含有油酸(C18A,125ul)和丁胺(C4,60ul)的甲苯中。随后,将混合物置于水浴中并在40℃的温度下搅拌8分钟,即可完成钙钛矿纳米片的制备(图4);
钙钛矿纳米片的提纯:向原溶液中加入15ml乙酸甲酯和15ml乙酸乙酯,以及30ul油酸和30ul辛胺,8000rpm离心3分钟,收集沉淀物并分散于1.2ml己烷中。为了进一步去除杂质,将溶液以6000rpm的速度离心5分钟,最后取上清液,即为目标产物,CsPbBr3纳米片3,荧光光谱如图4所示。
对比例1:无NH4Br合成方法所制备的钙钛矿纳米材料,如图8所示,包括以下步骤:
钙钛矿纳米材料前驱体的制备:将CsBr(0.112mmol)和PbBr2(1.6mmol)溶解在32ml N,N-二甲基甲酰胺溶液(DMF)中以形成清澈透明的前驱体溶液;
钙钛矿纳米材料的制备:将1ml前体溶液快速注入10ml含有油酸(C18A,125ul)和丁胺(C4,60ul)的甲苯中。随后,将混合物置于水浴中并在40℃的温度下搅拌8分钟,即可完成钙钛矿纳米材料的制备;
钙钛矿纳米材料的提纯:向原溶液中加入15ml乙酸甲酯和15ml乙酸乙酯,以及30ul油酸和30ul辛胺,8000rpm离心3分钟,收集沉淀物并分散于1.2ml己烷中。为了进一步去除杂质,将溶液以6000rpm的速度离心5分钟,最后取上清液,即为目标产物,CsPbBr3纳米材料4。
如图5所示:随着反应的进行,钙钛矿纳米材料的荧光光谱显示出明显的红移,发射峰最大值为490nm,意味着直接使用短链配体合成导致钙钛矿纳米材料往多层(n>3)结构生长,无法维持二维限制结构(图5a)。此外,荧光量子产率在2分钟后急剧下降(图5b),较低的荧光量子产率效率无法满足其在光电器件中的应用。
如图6所示:无NH4Br合成方法无法制备出钙钛矿纳米片。
以上仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钙钛矿纳米材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将卤化碱金属、第四主族金属卤化盐和卤化铵溶解在极性溶剂中得到前驱体溶液;其中,所述卤化铵包括NH4Cl、NH4I中的至少一种;所述卤化碱金属包括CsCl、CsI中的至少一种;所述第四主族金属卤化盐包括PbCl2、PbI2中的至少一种;所述极性溶剂为二甲基亚砜中;将所述前驱体溶液、有机酸和有机胺在有机溶液中进行混合处理得到钙钛矿纳米材料;所述卤化碱金属、所述第四主族金属卤化盐和所述卤化铵的摩尔比为1:13:14,所述卤化铵在所述极性溶剂中的浓度为0.04~0.05 mol/L;
所述有机酸在所述有机溶液中的浓度为0.3~0.4 mol/L,向所述前驱体溶液中添加有机酸,在前驱体表面包裹一层有机酸,形成的钙钛矿纳米材料是单分散的纳米晶颗粒或者纳米片;
所述有机胺在所述有机溶液中的浓度为0.15~0.2 mol/L。
2.据权利要求1所述的钙钛矿纳米材料的制备方法,其特征在于,
所述前驱体溶液和所述有机溶液的体积比为0.05~0.1。
3.根据权利要求1或2所述的钙钛矿纳米材料的制备方法,其特征在于,
所述有机胺的碳链长度为4~6;
和/或,所述有机酸的碳链长度为10~18;
和/或,所述有机溶液包括甲苯、氯苯中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的钙钛矿纳米材料的制备方法,其特征在于,所述有机胺包括丁胺、辛胺中的至少一种;
和/或,所述有机酸包括油酸、花生酸、肉豆蔻酸中的至少一种。
5.根据权利要求1、2或4所述的钙钛矿纳米材料的制备方法,其特征在于,所述混合处理的温度为40~50℃,混合处理的时长为5~8min;和/或
所述制备方法还包括对所述混合处理后的混合溶液进行提纯处理,得到所述钙钛矿纳米材料。
6.一种钙钛矿纳米材料,其特征在于,所述钙钛矿纳米材料由权利要求1~5任一项所述制备方法制得,所述钙钛矿纳米材料的结构通式为ABX3,其中,A包括碱金属元素中的至少一种,B包括第四主族金属元素中的至少一种,X为卤素中的一种,所述钙钛矿纳米材料的表面结合有铵根离子和有机胺配体。
7.根据权利要求6所述的钙钛矿纳米材料,其特征在于,所述钙钛矿纳米材料的晶格间距为0.41 nm (110);
和/或,所述钙钛矿纳米材料的荧光量子产率为60~80%。
8.根据权利要求6或7所述的钙钛矿纳米材料,其特征在于,所述钙钛矿纳米材料为纳米片状,所述钙钛矿纳米材料的片层厚度为1~6 nm。
9.根据权利要求8所述的钙钛矿纳米材料,其特征在于,所述钙钛矿纳米材料为CsPbBr3钙钛矿纳米材料。
10.一种光电器件,其特征在于,所述光电器件中包括权利要求1~5任一项所述制备方法制得的钙钛矿纳米材料或权利要求7~9任一项所述钙钛矿纳米材料。
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Efficient CsPbBr3 Nanoplatelet-Based Blue Light-Emitting Diodes Enabled by Engineered Surface Ligands;Haoran Wang等;ACS Energy Lett.;第7卷(第3期);1137–1145 * |
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