鈣鈦礦量子點(diǎn)從藍(lán)光到綠光調(diào)控的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體量子點(diǎn)發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于對(duì)CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)從藍(lán)光到綠光調(diào)控的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]原始鈣鈦礦指CaTi03，屬立方晶體系的氧化物，由俄羅斯科學(xué)家佩羅夫斯基發(fā)現(xiàn)，后以他的姓命名，鈣鈦礦的英文名稱為Perovskite。鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)一般用珂羅酊氯化銀印相法可以測(cè)出，大部分鈣鈦礦是ΑΒΧ3型立方空間群組成呈立方體晶型。后來把類似與鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)的物質(zhì)統(tǒng)稱為鈣鈦礦。
[0003]鈣鈦礦納米材料以優(yōu)異的光學(xué)和電學(xué)性能在太陽能電池和發(fā)光二極管等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。有機(jī)金屬氯化物CH3NH3PbX3(X = Cl，Br，I)鈣鈦礦納米顆粒的研究引起越來越多學(xué)者的巨大興趣，尤其是在太陽能電池中的應(yīng)用，使得太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率從 3% 提高到 20.1 % o Loredana Protesescu 等人在 “Nan0.Lett.DO1: 10.1021/nl5048779”報(bào)道了一種合成CsPbX3(X = Cl，Br，I)納米顆粒的方法，并通過調(diào)節(jié)不同比例的鹵族元素制備了覆蓋整個(gè)可見光區(qū)域的光譜范圍，我們綜合量子點(diǎn)研究方法特點(diǎn)，基于此種方法的基礎(chǔ)上，單一研究合成過程中溫度對(duì)CsPbBr3量子點(diǎn)光致發(fā)光的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于對(duì)CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)從藍(lán)光到綠光調(diào)控的制備方法，所述方法主要是通過調(diào)控溫度進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0006]—種基于對(duì)CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)從藍(lán)光到綠光調(diào)控的制備方法，在100?160°C溫度范圍內(nèi)，在不同溫度條件下制備出對(duì)應(yīng)的CsPbBn量子點(diǎn)，通過不同的反應(yīng)溫度得到不同熒光光譜的立方晶系的CsPbBr3納米顆粒，100°C溫度條件下制備的CsPbBr3量子點(diǎn)光致發(fā)光呈藍(lán)光，160°C溫度條件下制備的CsPbBr3量子點(diǎn)光致發(fā)光呈綠光，從100°C?160°C條件下制備的CsPbBn量子點(diǎn)光致發(fā)光由藍(lán)光逐漸變成綠光。
[0007]進(jìn)一步，分別在100°C、120°C、140°C、150°C、160°C的溫度條件下制備出對(duì)應(yīng)的CsPbBr3量子點(diǎn)，將5種對(duì)應(yīng)的CsPbBr3量子點(diǎn)組合起來。
[0008]對(duì)CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)從藍(lán)光到綠光調(diào)控的制備方法，步驟如下:
[0009]1):將Cs2C03、十八烯、油酸以質(zhì)量體積比(mg: ml: ml)為100:4:0.6均勻混合，氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下加熱到120°C并保持1小時(shí)，充分溶解形成油酸-銫的前驅(qū)體溶液；
[0010]2):將PbBr2和十八烯以質(zhì)量體積比(mg:ml)為69: 5混合，氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下加熱到120°C并保持1小時(shí)，取出5份樣品并分別控制溫度在100°C、120°C、140°C、150°C、160°C條件下，分別注入油酸和油胺至完全溶解；
[0011]3):將步驟1)制備完成的油酸-銫的前驅(qū)體分別注入至步驟2)制備完成的每份混合溶液中，反應(yīng)5s，離心得固體，用甲苯溶液洗滌，最后溶解在甲苯中保存，將5份產(chǎn)品組合起來所得CsPbBn量子點(diǎn)其光致發(fā)光由藍(lán)光逐漸變?yōu)榫G光。
[0012]進(jìn)一步，步驟1)中CS2CO3質(zhì)量為lOOmg，十八稀體積為4mL，油酸體積為0.6mL;步驟
2)中樣品由69mg PbBr2和5mL十八烯組成；步驟3)中取油酸-銫的前驅(qū)體0.4mL與步驟2)的樣品混合。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了合成溫度對(duì)CsPbBn量子點(diǎn)有影響，通過熱入法合成量子點(diǎn)，通過不同的反應(yīng)溫度得到不同熒光光譜的CsPbBn納米顆粒，其光致發(fā)光量子效率最高可達(dá)67%。本發(fā)明是熱注入法制備CsPbBr3量子點(diǎn)方法的改進(jìn)延續(xù)，論證了合成溫度可以影響CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)光致發(fā)光特性，說明CsPbBr3量子點(diǎn)光學(xué)性能可控，并且制備的CsPbBn量子點(diǎn)光致發(fā)光效率高，穩(wěn)定性好，可以基于溫度調(diào)控實(shí)現(xiàn)CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)光致發(fā)光從藍(lán)光到綠光的逐漸變化。
【附圖說明】
[0014]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說明:
[0015]圖1為不同反應(yīng)溫度下CsPbBn量子點(diǎn)的光致發(fā)光光譜，其中A為熒光顏色圖，B為通過熒光光譜儀測(cè)得的光致發(fā)光光譜；
[0016]圖2為不同反應(yīng)溫度下CsPbBn量子點(diǎn)的紫外-可見光吸收光譜；
[0017]圖3為不同反應(yīng)溫度下CsPbBn量子點(diǎn)的X射線粉末衍射；
[0018]圖4中A為120°C條件下CsPbBr3量子點(diǎn)的掃描電子顯微鏡圖片，B為高分辨率掃描電子顯微鏡圖片；
[0019]圖5中A為140°C條件下CsPbBn量子點(diǎn)的掃描電子顯微鏡圖片，B為高分辨率掃描電子顯微鏡圖片；
[°02°]圖6中A為150°C條件下CsPbBn量子點(diǎn)的掃描電子顯微鏡圖片，B為高分辨率掃描電子顯微鏡圖片。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0022]按如下方法制備光致發(fā)光從藍(lán)光到綠光的CsPbBn量子點(diǎn):
[0023]1)在機(jī)械攪拌的環(huán)境下，將lOOmg CS2CO3溶于4mL十八稀和0.6mL油酸溶液中，氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下加熱到120°C，保持1小時(shí)，充分溶解，形成油酸-銫的前驅(qū)體溶液；
[0024]2)將69mg PbBr2溶于5mL十八烯溶液中，做成5份，氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下加熱到120°C，保持1小時(shí)，將五份樣品分別控制溫度在100°c、120°C、140°C、150°C、160°C條件下，分別注入0.5mL油酸和0.5mL油胺，至完全溶解，
[0025]3)分別取步驟1)制備完成的油酸-銫的前驅(qū)體0.4mL注入至步驟2)制備完成的每份混合溶液中，反應(yīng)5s，在SOOOrpm條件下離心5分鐘得固體，用甲苯溶液洗滌三次，最后溶解在甲苯中保存，將5份產(chǎn)品組合起來成為可覆蓋整個(gè)可見光區(qū)域光譜范圍的CsPbBn量子點(diǎn)。
[0026]將分別在溫度為100°C、120°C、140°C、150°C、160°C條件下制備的對(duì)應(yīng)的CsPbBn量子點(diǎn)用熒光光譜儀(PL)進(jìn)行檢測(cè)分別得到每種溫度條件下對(duì)應(yīng)的CsPbBn量子點(diǎn)光致發(fā)光光譜，如圖1所示，其中A為熒光顏色圖，B為通過熒光光譜儀測(cè)得的光致發(fā)光光譜。通過圖1可以明顯的看出光致發(fā)光波長隨溫度的變化，分別在溫度為100°C、120°C、140°C、150°C、160°C條件下制備的對(duì)應(yīng)的CsPbBr3量子點(diǎn)其光致發(fā)光由藍(lán)光逐漸變?yōu)榫G光。
[0027]將分別在溫度為100°C、120°C、140°C、150°C、160°C條件下制備的對(duì)應(yīng)的CsPbBn量子點(diǎn)用紫外-可見光吸收光譜儀(ABS.)進(jìn)行檢測(cè)分別得到每種溫度條件下對(duì)應(yīng)的CsPbBr3量子點(diǎn)的紫外-可見光吸收光譜，如圖2所示，通過圖2可看出，不同溫度下的CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)對(duì)不同波段的光的吸收特性。
[0028]將分別在溫度為100°C、120°C、140°C、150°C、160°C條件下制備的對(duì)應(yīng)的CsPbBn量子點(diǎn)進(jìn)行X射線粉末衍射(XRD)分析，分析結(jié)果如圖3所示，通過圖3可看出，不同溫度下的CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)晶型，粒度分布和主要成分是一致的，其不會(huì)隨著反應(yīng)溫度的變化而不同。
[0029]將分別在溫度為120°C、140°C、150°C條件下制備的對(duì)應(yīng)的CsPbBn量子點(diǎn)進(jìn)行透射電子顯微鏡(TEM)分析，分別如圖4、5、6所不，其中A為CsPbBn量子點(diǎn)的掃描電子顯微鏡圖片，B為高分辨率掃描電子顯微鏡圖片，通過圖可看出，顆粒粒徑和整體形貌會(huì)隨著溫度而變化。
[0030]最后說明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于對(duì)CsPbBn鈣鈦礦量子點(diǎn)從藍(lán)光到綠光調(diào)控的制備方法，其特征在于，在100?160°C溫度范圍內(nèi)，在不同溫度條件下制備出對(duì)應(yīng)的CsPbBn量子點(diǎn)，通過不同的反應(yīng)溫度得到不同熒光光譜的立方晶系的CsPbBn納米顆粒，100°C溫度條件下制備的CsPbBn量子點(diǎn)光致發(fā)光呈藍(lán)光，160°C溫度條件下制備的CsPbBn量子點(diǎn)光致發(fā)光呈綠光，從100°C?160°C條件下制備的CsPbBr3量子點(diǎn)光致發(fā)光由藍(lán)光逐漸變成綠光。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于對(duì)CsPbBn鈣鈦礦量子點(diǎn)從藍(lán)光到綠光調(diào)控的制備方法，其特征在于，分別在100°(3、120°(3、140°(3、150°(3、160°(3的溫度條件下制備出對(duì)應(yīng)的08?&8門量子點(diǎn)，將5種對(duì)應(yīng)的CsPbBr3量子點(diǎn)組合起來。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于對(duì)CsPbBn鈣鈦礦量子點(diǎn)從藍(lán)光到綠光調(diào)控的制備方法，其特征在于，步驟如下: 1):將CS2CO3、十八稀、油酸以質(zhì)量體積比(mg:ml:ml)為100:4:0.6均勾混合，氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下加熱到120°C并保持1小時(shí)，充分溶解形成油酸-銫的前驅(qū)體溶液； 2):將PbBr2和十八烯以質(zhì)量體積比(mg:ml)為69: 5混合，氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下加熱到120°C并保持1小時(shí)，取出5份樣品并分別控制溫度在100°C、120°C、140°C、150°C、160°C條件下，分別注入油酸和油胺至完全溶解； 3):將步驟1)制備完成的油酸-銫的前驅(qū)體分別注入至步驟2)制備完成的每份混合溶液中，反應(yīng)5s，離心得固體，用甲苯溶液洗滌，最后溶解在甲苯中保存，將5份產(chǎn)品組合起來所得CsPbBr3量子點(diǎn)其光致發(fā)光由藍(lán)光逐漸變?yōu)榫G光。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于對(duì)CsPbBn鈣鈦礦量子點(diǎn)從藍(lán)光到綠光調(diào)控的制備方法，其特征在于，步驟1)中CS2CO3質(zhì)量為lOOmg，十八稀體積為4mL，油酸體積為0.6mL;步驟2)中樣品由69mg PbBr2和5mL十八烯組成；步驟3)中取油酸-銫的前驅(qū)體0.4mL與步驟2)的樣品混入口 ο
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備其光致發(fā)光從藍(lán)光到綠光的CsPbBr3量子點(diǎn)的方法，通過在100～160℃溫度范圍內(nèi)，在不同溫度條件下制備出對(duì)應(yīng)的CsPbBr3量子點(diǎn)，不同溫度條件下制備出的CsPbBr3量子點(diǎn)具有不同的熒光光譜，將對(duì)應(yīng)的CsPbBr3量子點(diǎn)組合起來其熒光光譜從藍(lán)光逐漸變?yōu)榫G光。本發(fā)明還具體公開了制備步驟，在不同溫度下制備出的CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)具有不同的熒光光譜，并具有高效的光致發(fā)光效率和優(yōu)異的光學(xué)吸收，合成的CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)結(jié)晶度高，性能穩(wěn)定。在發(fā)光二極管、太陽能電池有廣泛的應(yīng)用前景。
【IPC分類】C09K11/66
【公開號(hào)】CN105441074
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510794092
【發(fā)明人】唐孝生, 陳威威, 臧志剛
【申請(qǐng)人】重慶大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年11月18日