气相沉积全无机钙钛矿传输层和发光层提高红光钙钛矿发光二极管性能

在PEDOT∶PSS空穴传输层上气相沉积了CsPbBr_(3)和CsPbBrI_(2)全无机钙钛矿传输层和发光层,以PEDOT∶PSS/CsPbBr_(3)作为双空穴传输层,显著提高了基于CsPbBrI_(2)发光的全无机红光钙钛矿发光二极管(Perovskite light emitting diodes,PeLEDs)性能。相比基于PEDOT∶PSS空穴传输层的PeLEDs器件,其亮度、电流效率和外量子效率提升幅度分别达到了44%、157%和180%。器件性能提升一方面归因于PEDOT∶PSS/CsPbBr_(3)双空穴传输层的能级匹配提高了空穴传输效率,并有效抑制了PEDOT∶PSS酸性导致的激子猝灭;另一方面归因于生长在CsPbBr_(3)传输层上的CsPbBrI_(2)发光层具有更好的薄膜结晶质量。在PeLEDs中通过气相沉积生长传输层和发光层是一种简单有效的制备方案,在提高气相沉积全无机PeLEDs的性能方面有巨大潜力。

全无机钙钛矿量子点的制备及发光性能

针对传统全无机钙钛矿量子点的合成方法中需要惰性气体保护、操作复杂、仪器成本高等问题,采用一种优化的较低温注入法,在大气环境下制备了全无机卤化物钙钛矿CsPbX_(3)(X=Cl,Br,I)量子点。通过将前驱体在120℃下混合并转移至90℃下发生反应,合成了可以覆盖整个可见光光谱区域的多色钙钛矿量子点,并通过稳态和时间分辨荧光光谱仪表征其发光特性。结果表明:在波长325 nm的激发光激发下,CsPbBr_(3)量子点峰位在517 nm处,为窄的半高宽(16.3 nm)的发射峰。量子点的荧光呈双指数衰减,平均寿命5.77 ns。CsPbBr_(3)量子点属于立方晶相,呈均匀单分散的立方体形状,平均晶粒尺寸9.89 nm。该制备方法为全无机卤化物钙钛矿CsPbX_(3)(X=Cl、Br、I)量子点的合成提供了新的方案。

全无机钙钛矿量子点的合成、性质及发光二极管应用进展

近年来,全无机铯铅卤素钙钛矿(CsPb X 3,X=Cl,Br,I)量子点由于其色纯度高、具有可调谐的发射波长(410~760 nm)、窄的半峰宽(12~42 nm)和较高的荧光量子产率(最高可达95%以上)以及可全溶液处理等优势而受到人们的高度关注,在显示和照明领域有着较为广阔的应用前景。本文首先介绍了近年来发展起来的全无机钙钛矿量子点的液相合成方法,如高温热注射法、一步反应法、阴离子交换法和过饱和重结晶法等;其次介绍了全无机钙钛矿量子点的形貌、尺寸和晶型调控及材料组分、反应温度和杂质离子对其发光性能的影响,进而总结了无铅全无机钙钛矿量子点的研究进展;然后介绍了全无机钙钛矿量子点在发光二极管方面的应用进展;最后概述了全无机钙钛矿量子点在未来发展中存在的挑战和机遇。

全无机钙钛矿CsPbX_(3)在发光显示领域的研究进展

全无机钙钛矿CsPbX_(3)因其优异的光电性能、出色的稳定性和发光光谱可调等特点,近几年在发光显示领域获得了快速的发展。本文首先总结了全无机钙钛矿CsPbX_(3)的分子结构和发光特性;然后回顾了基于CsPbX_(3)的红绿蓝三基色的发光二极管的研究现状;最后讨论了图案化钙钛矿薄膜的加工技术,其中主要总结了喷墨打印技术在图案化钙钛矿薄膜制备中的研究现状,对钙钛矿显示屏商业化生产进行了展望。

全无机钙钛矿量子点的研究进展

近年来,在各类光电材料中,钙钛矿量子点以优异的性能脱颖而出。相对于有机-无机杂化钙钛矿量子点,全无机钙钛矿量子点(IPQDs)的稳定性更高。IPQDs因具有光吸收系数高、发射光谱窄、光致发光量子产率(PLQY)高、组成与尺寸可调、发射光谱可调以及光致发光和电致发光等特性而备受关注,是当前最具潜力的光电材料之一,广泛应用于发光二极管(LEDs)、太阳能电池、光电探测器、激光等领域。IPQDs材料尚存在许多问题,主要体现在以下几方面:(1)发光机理不够明确。仍需要大量全面而系统的研究来揭示其优异光电性能背后的内在机制。(2) CsPbCl_3的PLQY较低,需要进一步提高。(3)成分铅具有毒性。铅在IPQDs中的角色需要进一步剖析,为进一步发展无铅或少铅的钙钛矿材料奠定理论基础。(4)稳定性差。IPQDs在极性溶剂中极易分解或团聚;对光、氧气、湿度和温度的稳定性差;易发生阴离子交换。(5)量子点表面的长链绝缘配体不利于晶粒间电荷迁移。在充分钝化量子点表面的前提下,尽可能地减少配体对电荷迁移的阻碍是发展高效LEDs的有效途径。(6)为适应规模化生产,需要进一步优化制备工艺。近年来,研究者主要从亟待解决的毒性和稳定性问题展开研究,并取得了重大进展。通过使用无毒或低毒的金属(如Mn、Sn等)来全部或部分取代Pb,以及用聚合物材料来包覆IPQDs,均为解决该材料的毒性问题提供了有效方案。而通过掺杂Mn2+可提高钙钛矿晶格的形成能,从根源上改善了IPQDs的热稳定性。此外,利用有机、无机或高分子等材料包覆IPQDs,可以有效避免其与外界环境接触,进而提高该材料的稳定性。本文全面综述了近年来有关IPQDs的研究进展,包括合成方法、形貌、光学性质和表面性质。着重分析了该材料存在的稳定性和铅的毒性问题以及目前的解决方案。探讨了该材料在发光二极管、太阳能电池、光电探测器以及激光领域的应用前景。最后,总结了该材料有待解决的问题并展望了未来的发展方向。

B位离子掺杂全无机钙钛矿量子点的合成及性能研究进展

全无机钙钛矿量子点因其优异的发光性能得到了广泛的研究和关注。但是因为其本身的Pb元素带来的毒性和较差的稳定性,使其在生产和应用方面依然面临着诸多阻碍。B位掺杂作为一种有效改善钙钛矿量子点发光性能和降低其毒性的方法得到了长足的发展。本文介绍了近年来涌现出的便于合成B位掺杂全无机钙钛矿量子点的方法,并结合最新的研究进展,对B位掺杂的原理和其对于钙钛矿量子点发光性能和稳定性的影响机制进行了总结,同时展望了B位掺杂的全无机钙钛矿量子点未来的发展趋势及应用前景。

全无机钙钛矿量子点的光学研究进展

相比于传统半导体量子点,全无机钙钛矿量子点具有发光性能好,发射波长可调,光致发光量子产率高等优点,是光电领域的理想材料,现已被广泛用以制备发光二极管、太阳能电池等光电器件。综述了近年来全无机钙钛矿量子点的研究进展。介绍了全无机钙钛矿量子点的合成方式;分析了离子掺杂和配体修饰对全无机钙钛矿量子点的影响;阐述了全无机钙钛矿量子点在发光二级管中的应用;展望了全无机钙钛矿量子点的未来发展趋势,为全无机钙钛矿量子点在发光二极管的应用提供参考。

全无机钙钛矿量子点CsPbX_3(X=Cl,I,Br)的合成及其应用研究进展

基于钙钛矿结构的CsPbX_3(X=Cl, I,Br)量子点,以其优异的发光性能,如较高的量子效率(～90%)、发光波谱覆盖整个可见光谱(400～700 nm)和窄发射峰(12～42 nm)等,在太阳能利用和提高太阳能电池光电转化效率等前沿技术领域有着重要的应用价值.文中对近年来全无机铅卤钙钛矿CsPbX_3(X=Cl, I,Br)量子点的制备方法、性能影响因素、应用领域的研究进展进行了综述,并对其存在的不足进行了分析.以期为研发出具有优异发光性能的全无机铅卤钙钛矿量子点提供借鉴.

全无机铯铅卤钙钛矿稳定性的研究进展

全无机铯铅卤钙钛矿CsPbX3(X=Cl,Br,I)纳米晶具有荧光量子产率高、发射光谱范围窄、带隙可调、色域广及制备方法简单等一系列性能优势,因此,这类钙钛矿纳米晶在高色纯度的光电显示器件领域极具应用潜力.然而,该类纳米晶在加热、光照或与极性溶剂接触时极易发生聚集、分解而导致荧光淬灭,大大限制了其在光电器件方面的应用.所以,如何提高全无机铯铅卤钙钛矿纳米晶的光、热及在极性溶剂环境中的稳定性是目前该研究方向亟待解决的关键问题.基于此,已有许多科研工作者致力于该方面的工作,并获得了一些卓有成效的研究成果.本文将主要从二氧化硅包覆、表面处理、构建核壳结构、与聚合物复合、以及离子掺杂几个方面来对提高全无机铯铅卤钙钛矿纳米晶稳定性的研究进行简要的概括和综述.

有机磷配体合成稳定全无机钙钛矿量子点

使用强配位能力的有机膦(TBP)作为配体合成钙钛矿量子点不仅光学性能优越,而且稳定性良好,能够至少30 d内保持良好的光学性能。更重要的是,使用TBP作为配位的全无机钙钛矿量子点的电致发光二极管的器件性能远远好于使用有机胺(OAM)作为配体的的钙钛矿量子点发光二极管的性能。其中,TBP-Cs Pb I3量子点作为发光层的PQLED的外量子效率(2.000%)远远大于OAM-Cs Pb I3为发光层的PQLED的外量子效率(0.198%)。

多色发光CsPbX3（X=Cl, Br, I）钙钛矿量子点及其LED器件研究进展

CsPbX 3(X=Cl,Br,I)全无机钙钛矿量子点具有高发光量子效率、制备工艺简单、发光光谱可调、较窄的半峰宽、较高的缺陷容忍度等优点,受到了研究人员的广泛关注,已经在太阳能电池、发光二极管、柔性显示和光电探测等领域展示出了广阔的应用前景。目前,CsPbX 3量子点主要通过卤素组分调控,表面改性和掺杂稀土离子、过渡金属离子等手段来实现量子点的多色发光,然后实现多色发光LED器件的制作。总结了近年来多色钙钛矿量子点CsPbX 3(X=Cl,Br,I)的制备、光学性质及其在LED器件中的应用进展。

以硫氰酸亚铜作为空穴注入层的钙钛矿发光器件

同有机电荷注入材料相比,无机电荷注入材料具有许多优良的性质,包括高载流子迁移率、良好的稳定性、制备简单和成本低廉等,其在光电器件中的应用备受瞩目。本文采用硫氰酸亚铜(CuSCN)作为有机金属卤化物钙钛矿发光器件的空穴注入层,研究了在其上涂敷钙钛矿薄膜的形貌、晶体结构和光物理性质,并与在普遍采用的导电聚合物空穴注入层上制备钙钛矿薄膜的特性进行了比较。实验结果表明,CuSCN对钙钛矿发光具有显著的猝灭作用,在CuSCN与钙钛矿层之间加入有机间隔层能够明显提高钙钛矿薄膜的发光强度。在此基础上制备了以CuSCN作为空穴注入层的发光器件,器件的最大发光效率为11.7cd/A,较采用导电聚合物作为空穴注入层器件的效率提高了近3倍,并且器件驱动稳定性也有一定程度的提高。

基于激子阻挡层的高效率绿光钙钛矿电致发光二极管

金属卤化物钙钛矿材料由于具有高的光致发光量子产率、高色纯度、带隙可调等杰出的光学性能,被作为发光材料广泛地用于制备钙钛矿电致发光二极管(perovskite light-emitting diodes,PeLEDs).虽然取得了较好的研究进展,但是其效率和稳定性还未达到商业化的要求,还需要进一步提高.为了提高PeLEDs的效率和稳定性,本文使用旋涂法,引入了一种具有宽带隙和较好空穴传输能力的有机小分子材料4,4′-cyclohexylidenebis[N,N-bis(p-tolyl)aniline](TAPC)作为激子阻挡层,获得了效率和寿命都得到提高的全无机PeLEDs.研究表明,PeLEDs效率和寿命得到提高的物理机制主要源于两方面:1)TAPC具有恰当的最高占有分子轨道能级,与PEDOT:PSS的最高占有分子轨道能级和CsPbBr3的价带边形成了阶梯式能级分布,有利于空穴注入和传输;同时TAPC具有较高的最低未占分子轨道能级,能够有效地阻止电子泄漏到阳极端,并能很好地将电子和激子限制在发光层内;2)TAPC层的引入可以避免钙钛矿发光层与强酸性的空穴注入材料Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(p-styrene sulfonate)(PEDOT:PSS)的直接接触,进而免除钙钛矿发光层由于与PEDOT:PSS的直接接触所导致的激子淬灭,从而提高了激子的发光辐射复合率.

无机铅卤钙钛矿纳米晶的合成、性能及应用

无机铅卤钙钛矿Cs Pb X3（X=Cl,Br,I）纳米晶因具有较高荧光量子效率（-90%）、发光波长覆盖整个可见光谱（400-700 nm）、半高宽相对较窄（12-42 nm）等诸多优点而备受关注,这些性能使之成为当前最具有潜在应用价值的发光材料之一。因此,近年来对该类无机铅卤钙钛矿材料的报道越来越多。本文主要介绍了无机铅卤钙钛矿发光材料的发展历程、结构、制备方法、生长机理及当前的主要应用领域等,最后概括了无机铅卤钙钛矿发光材料在当前研究背景下所面临的问题并展望了下一阶段的发展方向,为进一步提高其光学性能及开发新型高效的无机铅卤钙钛矿发光材料奠定基础。

基于全无机卤化双钙钛矿材料的光电器件研究进展

全无机卤化双钙钛矿是一类具备优异光电特性和稳定性的环境友好型非铅材料。因其在太阳能电池、光电探测器和发光二极管中具有巨大的应用潜力,受到国内外研究人员的青睐。本综述主要围绕全无机卤化双钙钛矿的结构特点和光电特性展开研究,重点对全无机卤化双钙钛矿的制备方法和应用方向进行归纳。最后,进一步总结了全无机卤化双钙钛矿材料目前的科学瓶颈及解决方案,期望对全无机卤化双钙钛矿的材料性能提升和光电器件应用提供有价值的参考。

新型钙钛矿纳米晶复合玻璃制备方法研究进展

全无机钙钛矿纳米晶具有发光效率高、发光波段可调等优点,是光电领域的研究热点之一,但是稳定性差一直阻碍着其实际应用。钙钛矿纳米晶玻璃既保留了纳米晶优异的发光性能,又具有优异的物化稳定性,备受研究者们的关注。本文概述了钙钛矿纳米晶复合玻璃制备方法的国内外研究进展,并进一步阐述了复合玻璃的应用领域,最后对其存在的问题及未来的发展方向进行了总结和展望。

全无机ZnO纳米棒/SiO_2电致发光器件的研究

采用化学溶液法在氧化铟锡(ITO)衬底上合成ZnO纳米棒,以不同的速度将无定形SiO2材料旋涂于ZnO纳米棒,制备了结构为ITO/ZnO/ZnO纳米棒/SiO2/Al全无机电致发光器件。借助能谱(EDS)和吸收光谱,发现当转速从3000r/min降低到500r/min时,SiO2的附着量逐渐增多。比较了旋涂速度对器件的电致发光光谱的影响,发现对于同一旋涂速度形成的器件,紫外发光强度随电压的增大而增强,可见区的发射则逐渐减弱;而不同旋涂速度下获得的器件的紫外发光强度显示出随电压升高先增大后减小的趋势,当旋涂速度为1000r/min时,紫外发射最强,可见区发光几乎消失;I-V曲线测量显示随着转速的降低,器件的启亮电压变大,最大工作电流逐渐变小。结合光致发光(PL)图谱和能级结构图分析认为,SiO2除了能钝化ZnO纳米棒表面缺陷,还具有改善载流子在发光层的平衡和增大电子注入能量的作用,其较高的势垒对发光层内的电子具有限制作用,提高了在活性层中的电子和空穴的复合率。此外,SiO2的加速作用也有助于提高高能态缺陷能级的电子密度及复合几率。

CsPbX_(3)QDs@MOFs复合材料的研究综述

全无机钙钛矿量子点CsPbX_(3)(QDs)(X=Cl、Br、I)具有可覆盖整个可见光区(400~700 nm)的发射,单一发光峰较窄,量子效率较高,其发射波长和带隙可通过调节CsPbX_(3)中卤素原子X来实现调控。因CsPbX_(3)优异的光学特性而被广泛应用于显示领域,然而其稳定性较差等问题阻碍其进一步的应用。金属有机框架(MOFs)是一种多孔性的框架结构,因其独特的多孔结构,永久的孔隙率而作为一种基质载体来提高材料的稳定性。MOFs将QDs限制在主体内部不仅可以保护它们免受外部环境的刺激,使它们彼此隔离而不团聚,而且还可以实现各种新的特性和应用。将QDs限制在MOFs中所得的复合材料(CsPbX_(3) QDs@MOFs)具有比CsPbX_(3) QDs更优异的光学特性以及对周围环境更好的稳定性,复合材料(CsPbX_(3) QDs@MOFs)在光电器件,传感器以及加密与防伪领域有着广泛的应用。该综述首先介绍了CsPbX_(3) QDs相关结构、制备、光学性能和应用,以及现存问题。例如在毒性、稳定性、阴离子交换等方面及相应解决方法;其次介绍了MOFs结构、制备、特性及应用等相关内容;并对介绍复合材料CsPbX_(3) QDs@MOFs的制备、光学特性、应用,例如在白光二极管(WLEDs)、防伪和加密、用作催化剂、远程型白光发射器件中的应用,并实现了宽色域应用,验证了这些新型发光复合材料在背光显示应用中具有很大的应用前景。对复合材料CsPbX_(3) QDs@MOFs现阶段存在一些问题和需要改进方面提出一些见解,对下一步进行复合材料方向提供一些思路并对研究前景进行了展望。

二维有机-无机杂化钙钛矿:从材料性能到器件应用（英文）

二维(2D)钙钛矿材料(包括纯2D和准2D)是在传统意义上的三维钙钛矿晶格中插入大基团卤化铵形成的.在过去的20年里,二维钙钛矿材料种类不断丰富,相关理论研究不断深入,在光电器件领域的应用不断拓展.本综述介绍了2D钙钛矿材料的基本形成机制和性能,汇总和比较了2D钙钛矿薄膜的制备方法,并给出了其在太阳电池以及发光二极管领域的应用实例.最后,提出了该领域亟待解决的问题,以及未来的研究趋势.