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规模化制备Cs4PbBr6钙钛矿发光粉体的工艺方法

所属分类:新型材料产业

所属单位:济南大学

联系人:-

联系方式:0951-6087161 /5020588

所在地:

成果简介

全无机铯铅卤钙钛矿材料具有发光效率高,发光波长可调、半峰宽窄等优点,被广泛的应用在太阳能电池、发光二极管(LED)、激光器、荧光防伪等光电领域。由于钙钛矿材料属于离子晶体,其结构容易在光、热或极性溶剂条件下发生改变,从而导致荧光猝灭,器件性能下降,阻碍其在光、电领域中的应用。目前主要有两种方法制备钙钛矿纳米材料:一是热注入法;二是室温重结晶法。但上述方法常需要高温和氮气氛围下进行,或者大量甲苯、DMF等有机溶剂,合成繁琐,人体危害性大,环境不友好。针对上述问题,本成果主要研究了一种单溶剂、无配体、环境友好型可规模化制备Cs4PbBr6钙钛矿发光粉体的工艺方法。该方法制备出的Cs4PbBr6钙钛矿发光粉体不仅具有优异的光学性能,而且对光热具有可逆的荧光稳定性。该方法在整个合成过程中除使用少量DMF外,无需添加其他配体和溶剂。反应结束后,只需通过蒸发干燥处理,即可获得无配体纯Cs4PbBr6钙钛矿发光粉体。同时该方法具有规模化制备的可能,通过同比例增加铯铅盐的用量,仅用4 ML DMF溶液即获得了10克以上的Cs4PbBr6钙钛矿发光粉体。更为重要的是,规模化制备过程中蒸发冷凝收集的DMF可以继续用来制备新的Cs4PbBr6钙钛矿发光粉体。综上所述,该方法制备过程中不仅有机溶剂用量少且可回收再用,这不仅能消除废液对环境污染的风险而且能有效降低有机试剂的使用成本。本研究有望为Cs4PbBr6钙钛矿发光粉体规模化应用提供重要的物质基础与技术支持。该工艺反应条件温和,反应温度为80℃,反应仅需要一种溶剂即可且蒸发冷凝的DMF可以收集并重复利用。作为一种极具发展前景的发光材料,该方法通过简单的过程即可轻松规模制备,有很好的市场需求及产业化前景,并将带来巨大的经济效益和社会效益。

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