一种核壳量子点的制备方法

本发明涉及光电材料制备，特别是涉及一种核壳量子点的制备方法。

背景技术：

1、钙钛矿量子点(perovskite quantum dots,peqds)因其优越的发光性能，如带隙宽度易调谐、发射光谱半峰宽窄、荧光量子产率高、缺陷容忍性强和制备方法简便等，已被广泛认为是下一代照明和显示领域最具发展潜力的材料。然而peqds作为一种离子型半导体，对水、氧、光照、高温和极性溶剂敏感，在以上条件下peqds的晶体结构和化学组成会发生改变，光学性能会迅速衰减；并且peqds的长链有机配体(如油酸油胺等)并不是牢固键合在钙钛矿表面上，而是形成吸附-脱附的动态平衡，因此在反溶剂纯化或长期保存的过程中，有机配体容易从量子点表面脱落，导致peqds的团聚和分解。除此之外，由于cl空位的低形成能和深能级缺陷的特性，导致蓝光br/cl混合卤化物钙钛矿的非辐射复合严重，容易发生卤素离子迁移来促进钙钛矿的分解。这些问题严重限制了peqds的商业化应用。目前用惰性外壳材料包覆在peqds表面被认为是一种提高其稳定性的有效方法，常用的外壳材料有sno2、tio2、cs4pbbr6、金属硫化物和聚合物等。大量的研究结果证明，钙钛矿核壳量子点不仅可以提高钙钛矿内核的环境稳定性，还可以提高荧光量子产率、改变载流子传输以及抑制离子交换和迁移。

2、常见的非晶态sno2、tio2和聚合物外壳通常都具有绝缘性，不利于电致发光过程中载流子的注入，并且通常会形成一个壳包覆多个peqds的聚集体，难以在单粒子水平上实现精准的包覆。利用溶胶-凝胶法制备sno2、tio2外壳时需要将peqds在含水的体系中长时间搅拌，其中的水分子会侵蚀钙钛矿表面，降低其发光效率。钙钛矿外壳的稳定性较差，容易发生相变导致界面晶格应变，降低peqds的环境稳定性和发光性能。宽带隙的共价型金属硫化物外壳的生长需要较高的温度和较长的反应时间，这会导致钙钛矿内核在高温下发生相变甚至分解。因此在避免损伤钙钛矿内核的基础上，在其表面外延生长一层均匀厚度的惰性外壳，来提高peqds的环境稳定性和发光性能，仍然是钙钛矿核壳量子点面临的巨大挑战。

技术实现思路

1、基于上述内容，本发明提供一种核壳量子点的制备方法；该核壳量子点为cd:cspb(br1-xclx)3/cds钙钛矿核壳量子点。本发明方法以溴化镉和氯化镉、硫-十八烯作为镉源和硫源，在保证钙钛矿内核高温稳定性的同时，制备了cd:cspb(br1-xclx)3/cds核壳量子点；钙钛矿与cds的晶格失配较小，所以cds外壳的存在减少了钙钛矿表面的缺陷态密度，提高荧光量子产率，增加荧光寿命，使钙钛矿核壳量子点具有优异的深蓝光发光性能。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明技术方案之一，一种核壳量子点的制备方法，包括以下步骤：

4、将铅源、镉源、油酸、油胺和有机溶剂混合后溶解，之后加入油酸铯溶液反应，之后加入硫源反应，得到核壳量子点；

5、所述核壳量子点为cd:cspb(br1-xclx)3/cds钙钛矿核壳量子点。

6、进一步地，所述铅源为pbbr2；所述镉源为cdbr2和cdcl2摩尔比1:(1.5-2)的混合物。

7、进一步地，所述铅源与所述镉源的摩尔比为2:3；所述油酸与所述油胺的体积比为1:1；所述铅源与所述油酸的摩尔体积比为0.2mmol:(1-1.5)ml。

8、进一步地，所述油酸铯溶液中cs+与铅源中pb2+的摩尔比为0.28:1。

9、进一步地，所述加入硫源反应的温度为155-165℃，时间为5-10min。

10、进一步地，所述硫源为硫-十八烯溶液；所述硫-十八烯溶液的浓度为0.4mmol/ml；所述铅源与所述硫源的摩尔体积比为2mmol:5ml。

11、进一步地，所述硫-十八烯溶液的制备方法包括以下步骤：

12、将s和十八烯混合后进行反应，得到所述硫-十八烯溶液。

13、进一步地，所述反应的温度为160℃，时间为1.2-2.5h。

14、本发明技术方案之二，根据上述的制备方法制备得到的cd:cspb(br1-xclx)3/cds钙钛矿核壳量子点。

15、本发明技术方案之三，上述的cd:cspb(br1-xclx)3/cds钙钛矿核壳量子点在照明或者显示领域中的应用。

16、本发明公开了以下技术效果：

17、本发明简化了cd:cspb(br1-xclx)3/cds核壳量子点的合成流程，采用的原料价廉易得，利用本发明方法所制备的量子点尺寸均一，具有优异的深蓝光发光性能。

技术特征：

1.一种核壳量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的核壳量子点的制备方法，其特征在于，所述铅源为pbbr2；所述镉源为cdbr2和cdcl2摩尔比1:(1.5-2)的混合物。

3.根据权利要求1所述的核壳量子点的制备方法，其特征在于，所述铅源与所述镉源的摩尔比为2:3；所述油酸与所述油胺的体积比为1:1；所述铅源与所述油酸的摩尔体积比为0.2mmol:(1-1.5)ml。

4.根据权利要求1所述的核壳量子点的制备方法，其特征在于，所述油酸铯溶液中cs+与铅源中pb2+的摩尔比为0.28:1。

5.根据权利要求1所述的核壳量子点的制备方法，其特征在于，所述加入硫源反应的温度为155-165℃，时间为5-10min。

6.根据权利要求1所述的核壳量子点的制备方法，其特征在于，所述硫源为硫-十八烯溶液；所述硫-十八烯溶液的浓度为0.4mmol/ml；所述铅源与所述硫源的摩尔体积比为2mmol:5ml。

7.根据权利要求6所述的核壳量子点的制备方法，其特征在于，所述硫-十八烯溶液的制备方法包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的核壳量子点的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为160℃，时间为1.2-2.5h。

9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的cd:cspb(br1-xclx)3/cds钙钛矿核壳量子点。

10.如权利要求9所述的cd:cspb(br1-xclx)3/cds钙钛矿核壳量子点在照明或者显示领域中的应用。

技术总结本发明涉及光电材料制备技术领域，特别是涉及一种核壳量子点的制备方法。本发明方法包括以下步骤：将铅源、镉源、油酸、油胺和有机溶剂混合后溶解，之后加入油酸铯溶液反应，之后加入硫源反应，得到Cd:CsPb(Br<subgt;1‑x</subgt;Cl<subgt;x</subgt;)<subgt;3</subgt;/CdS钙钛矿核壳量子点。本发明简化了Cd:CsPb(Br<subgt;1‑</subgt;<subgt;x</subgt;Cl<subgt;x</subgt;)<subgt;3</subgt;/CdS核壳量子点的合成流程，采用的原料价廉易得，利用本发明方法所制备的量子点尺寸均一，具有优异的深蓝光发光性能。技术研发人员：刘红丽,李亚新,王世荣,李祥高受保护的技术使用者：天津大学技术研发日：技术公布日：2024/7/9