一種提高鈣鈦礦led發(fā)光效率的量子點表面純化法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高鈣鈦礦量子LED發(fā)光效率的表面純化法，其步驟為：1）向CsPbX3量子點溶液中加入絮凝劑，離心后取沉淀；2）將沉淀分散在有機溶劑中，再加入提純?nèi)軇?，再次離心，取沉淀；3）將步驟2）中得到的沉淀再次分散在有機溶劑中，得到提純后的CsPbX3量子點。本發(fā)明通過篩選不同的溶劑和循環(huán)次數(shù)對鈣鈦礦量子點進行表面純化，減少量子點表面的配體數(shù)量，在保證光致發(fā)光量子產(chǎn)率的同時能夠提高電荷注入率，從而獲得高發(fā)光效率的QLED，純化后的QLED的光致發(fā)光量子產(chǎn)率保持在90%以上，外量子效率從0.9%提高到3.2%。
【專利說明】
一種提高鈣鈦礦LED發(fā)光效率的量子點表面純化法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種提高鈣鈦礦LED發(fā)光效率的量子點表面純化法，屬于材料合成領域。
【背景技術】
[0002]近兩年，鈣鈦礦材料由于載流子迀移率高、發(fā)光顏色純、光電轉(zhuǎn)換效率高且具有較強的室溫光致發(fā)光特性等優(yōu)點，在光電領域得到迅猛發(fā)展。有機-無機雜化鈣鈦礦LED的EQE在一年內(nèi)已從0.76%提高到8.53%，可見鈣鈦礦材料在顯示領域的巨大潛力，但其穩(wěn)定性差的問題成為其應用發(fā)展的阻礙。相對于有機-無機雜化鈣鈦礦，全無機鈣鈦礦材料具有更高的穩(wěn)定性，其在光電子領域?qū)⒕哂懈蟮膽脙r值。但目前報道的全無機鈣鈦礦LED的EQE仍在一個較低的水平(Zhang，X.，Lin , H., Huang, H., et al.Enhancing theBrightness of Cesium Lead Halide Perovskite Nanocrystal Based Green Light-Emitting Devices through the Interface Engineering with Perfluorinated1nomer.Nano Lett.16，1415-1420 (2016))、(Li, G., Rivarola, F.ff.R., Davis,N.J.L.K., et al.Highly Efficient Perovskite Nanocrystal Light-EmittingD1des Enabled by a Universal Crosslinking Method.Adv.Mater., DO1: 10.1002/adma.201600064 (2016))，所以提高全無機鈣鈦礦LED的效率迫在眉睫。
[0003]I丐鈦礦量子點的表面配體雖然能減少表面缺陷，提高光致發(fā)光量子產(chǎn)率，但也會形成一層絕緣層阻止了電荷的注入。鈣鈦礦量子點的表面態(tài)處理一直是一項難題，有報道(Li G, Rivarola FffR, Davis N J L K, et al.Highly Efficient PerovskiteNanocrystal Light-Emitting D1des Enabled by a Universal Crosslinking Method[J].Advanced Materials, 2016.)在量子點薄膜表面引入鋁源，通過ALD的方式使得量子點表面配體通過Al形成相互交聯(lián)的結構，但這只是對薄膜表面進行處理，不能很好地改善器件性能，且操作復雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種表面純化法改善鈣鈦礦量子點的表面狀態(tài)，從而提高鈣鈦礦量子點LED的發(fā)光效率。
[0005]本發(fā)明通過如下技術方案實現(xiàn):
一種提高鈣鈦礦LED發(fā)光效率的量子點表面純化法，其步驟如下:
1)向CsPbX3量子點溶液中加入絮凝劑，離心后取沉淀；
2)將沉淀分散在有機溶劑中，再加入提純?nèi)軇俅坞x心，取沉淀；
3)將步驟2)中得到的沉淀再次分散在有機溶劑中，得到提純后的CsPbX3量子點。
[0006]進一步的，步驟I)中，所述的CsPbX3量子點溶液通過高溫熱注入法制備。
[0007]進一步的，步驟I)中，所述的絮凝劑為丙酮、異丙醇、正丁醇、叔丁醇或乙酸乙酯中任意一種，絮凝劑與CsPbX3量子點溶液的體積比為1:1-10:1。
[0008]進一步的，步驟2)和步驟3)中，所述的有機溶劑為正己烷、正辛烷、甲苯中任意一種，沉淀在有機溶劑中的濃度為0.05-0.2mol/L。
[0009]進一步的，步驟2)中，所述的提純?nèi)軇橐宜嵋阴ィ袡C溶劑與提純?nèi)軇┑捏w積比為1:1?1:10。
[0010]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是:
1)本發(fā)明提供了一種簡單的鈣鈦礦量子點表面處理方法，表面純化后的量子點依然尺寸均一、結晶性好；
2)本發(fā)明減少了量子點表面的配體數(shù)量，在保證光致發(fā)光量子產(chǎn)率(PLQY)的同時能夠提高電荷注入率，純化后的鈣鈦礦量子點LED的發(fā)光效率得到顯著提高，EQE從0.12%提高到3%。
【附圖說明】
[0011 ]圖1為實施例卜3對應的量子點LED的EQE圖。
[0012]圖2分別為實施例1、4、5、6對應的TEM圖。
【具體實施方式】
[0013]以下通過具體的實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0014]本發(fā)明所述的提高鈣鈦礦LED發(fā)光效率的量子點表面純化法，其步驟如下:
1)將銫前驅(qū)鹽以0.1?0.3mol/L的濃度溶于十八烯中，并加熱攪拌使其完全溶解，配成銫前驅(qū)體溶液；
2)將PbX2與表面活性劑、十八烯混合，惰性氣氛下，于120?140°C下加熱攪拌溶解得到混合溶液；
3)繼續(xù)升溫至140?180°C，將銫前驅(qū)體溶液快速注入到步驟2)的混合溶液中，反應5-1Os后迅速冰浴至室溫，得到0.01-0.3mol/lCSPbX3量子點溶液；
4)向CsPbX3量子點溶液中加入絮凝劑，離心后取沉淀；
5)將步驟4)中的沉淀分散在有機溶劑中，再加入提純?nèi)軇?，再次離心，取沉淀；
6)將步驟5)中得到的沉淀再次分散在有機溶劑中，得到提純后的CsPbX3量子點。
[0015]實施例1
1)取2.5g的Cs (St)溶于40mL的十八稀中，加熱攪拌使其完全溶解，配成銫前驅(qū)體溶液；
2)將0.198g的PbBr2溶解在1.5mL油酸、ImL油胺和15mL十八烯的混合溶液中，反復抽氣-充氬氣，循環(huán)lOmin，排盡氧氣和水，保證反應體系為惰性氣氛保護；
3)在120°C下加熱攪拌，持續(xù)加熱1min待反應物充分溶解后，升溫至170°C；
4)取0.55g步驟I)中的銫前驅(qū)體溶液，快速注入到混合溶液中，反應5s后迅速冰浴至室溫，得到CsPbBr3量子點原液；
5)在CsPbX3量子點原液中加入20mL丙酮和20mL乙酸乙酯，1000rpm/Imin離心后倒掉上清液，取沉淀；
6)將沉淀溶解在4mL正己燒中，再加入20mL的乙酸乙酯，經(jīng)10000rpm/lmin離心后取沉淀；
7)將步驟6)中的沉淀溶解在4mL正辛烷中，即得到純化后的CsPbBr3量子點。
[0016]實施例2
采用實施例1相同工藝，區(qū)別在于，不操作實施例1中的步驟6)，將步驟5)中得到的沉淀直結操作步驟7)，其他條件保持一致。
[0017]實施例3
采用實施例1相同工藝，區(qū)別在于，在實施例1中的步驟7)前重復操作步驟6)，其他條件保持一致。
[0018]實施例4
采用實施例1相同工藝，區(qū)別在于，將實施例1中的步驟6)中的乙酸乙酯換成異丙醇，其他條件保持一致。
[0019]實施例5
采用實施例1相同工藝，區(qū)別在于，將實施例1中的步驟6)中的乙酸乙酯換成叔丁醇，其他條件保持一致。
[0020]實施例6
采用實施例1相同工藝，區(qū)別在于，將實施例1中的步驟6)中的乙酸乙酯換成丙酮，其他條件保持一致。
[0021]通過調(diào)節(jié)不同的純化溶劑和純化循環(huán)次數(shù)對鈣鈦礦量子點表面進行純化處理，在不影響其光致發(fā)光量子產(chǎn)率的情況下提高其電荷注入率。從圖1可看出純化兩次是最佳循環(huán)次數(shù)，一次純化的量子點表面存在較多的配體形成電荷阻擋層阻礙了電荷的注入，從而降低了LED的發(fā)光效率，但純化次數(shù)過多，使得量子點表面的缺陷增多，使得量子點易沉積，影響其發(fā)光效率和量子產(chǎn)率。如圖2，通過調(diào)節(jié)不同的純化溶劑可以看出，弱極性溶劑正己烷與純化溶劑乙酸乙酯的混合對于量子點的純化是最優(yōu)的。
【主權項】
1.一種提高鈣鈦礦LED發(fā)光效率的量子點表面純化法，其特征在于，其步驟如下: 1)向CsPbX3量子點溶液中加入絮凝劑，離心后取沉淀； 2)將沉淀分散在有機溶劑中，再加入提純?nèi)軇?，再次離心，取沉淀； 3)將步驟2)中得到的沉淀再次分散在有機溶劑中，得到提純后的CsPbX3量子點。2.如權利要求1所述的量子點表面純化法，其特征在于，步驟I)中，所述的CsPbX3量子點溶液通過高溫熱注入法制備。3.如權利要求1所述的量子點表面純化法，其特征在于，步驟I)中，所述的絮凝劑為丙酮、異丙醇、正丁醇、叔丁醇或乙酸乙酯中任意一種，絮凝劑與CsPbX3量子點溶液的體積比為1:1?10:1。4.如權利要求1所述的量子點表面純化法，其特征在于，步驟2)中，所述的有機溶劑為正己烷、正辛烷、甲苯中任意一種，沉淀在有機溶劑中的濃度為0.05-0.2mol/L。5.如權利要求1所述的量子點表面純化法，其特征在于，步驟3)中，所述的有機溶劑為正己烷、正辛烷、甲苯中任意一種。6.如權利要求1所述的量子點表面純化法，其特征在于，步驟2)中，所述的提純?nèi)軇橐宜嵋阴?，有機溶劑與提純?nèi)軇┑捏w積比為I: 1-1: 10。
【文檔編號】H01L33/00GK106024999SQ201610365441
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】曾海波, 許蕾夢, 宋繼中, 李建海, 薛潔, 董宇輝, 陳嘉偉, 王濤
【申請人】南京理工大學