导电高分子封装卤化铅铯钙钛矿量子点的制备与光电性能研究
发布时间：2021-01-25 05:06
全无机钙钛矿量子点因具有较高的光吸收系数、窄的发射光谱、高的光致发光量子产率、可调的组成和尺寸、可调的发射光谱等特性,所以极短的时间内引起了科研工作者的广泛关注,成为光电子器件和发光显示材料的热点。尽管全无机钙钛矿量子点在激光器、发光二极管等领域有非常较好的发展潜力,但其稳定性差一直是制约其发展与工业化应用的重大瓶颈之一。钙钛矿量子点稳定性不好的原因主要是其对空气中水和氧气极其敏感。本论文采用导电高分子聚合物对全无机钙钛矿量子点进行封装,明显地改善了全无机钙钛矿量子点在水中的稳定性,并对其光电性能进行了研究。主要研究内容如下:1.采用热注入法合成了 CsPbBr3全无机钙钛矿量子点（QDs）,利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、紫外-可见吸收光谱（UV-visDRS）、光致发光光谱（PL）等分析手段,对制备的CsPbBr3 QDs进行了表征。表征结果表明合成的钙钛矿量子点为斜方相结构,具有良好的结晶性和单分散性。该量子点在紫外-可见区域显示出了较高的吸收率,表现出明显的激子吸收特征,且具有尖锐的荧光发射谱,半峰宽低至19 nm,禁带宽度为2.31 e V。2.采用光催化...
【文章来源】：上海应用技术大学上海市
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钙钛矿结构示意图[20]
恪Ｕ攵哉庑┨氐悖?蛊涑晌?蠢垂獾缱硬?业应用中最重要的新材料[26]。具体来讲，全无机钙钛矿量子点的发光具有以下的几个优点：（1）发光波长可以在很宽的范围内调节。全无机钙钛矿量子点CsPbX3中的卤素元素可以是Cl、Br、I或两个相邻元素的组合。通过控制不同卤素的比例，可以将发光峰控制在400～800nm范围内，覆盖整个可见光范围。CsPbBr3量子点具有绿光发射。当卤素元素中Cl的比例增加时，发射波长变短；当I的比例增加时，发射波长变长，如图1.2所示。与Cd系列量子点相比，该组分更容易调制光发射的峰值位置[27]。图1.2CsPbX3量子点光致发光光谱[27]Fig.1.2CsPbX3quantumdotphotoluminescencespectrum[27]（2）量子效率高量子效率是指样品发出的光与吸收光的比值，是评价发光材料质量的重要指标。无机钙钛矿量子点是一种新型的量子点材料。据Protesescu等人报道，全无机钙钛矿量子点在没有任何核壳结构和表面钝化的情况下都能获得90%以上的量子效率。随后，Zeng团队采用室温过饱和沉淀法制备的钙钛矿量子点的量子效率高达95%[22-28]。2017年，Liu等人合成的CsPbI3量子点的绝对量子效率接近100%[29]。此外，学者们还成功地合成了一维CsPbX3纳米线和准二维CsPbBr3纳米片，其量子效率也可达到80%[30,31]。高量子效率表明，全无机钙钛矿量子点在高性能显示等领域都具有广阔的应用前景。
理钙钛矿量子点，在其表面配体之间形成更稳定的C=C键，可以明显地提高量子点在空气和水中的稳定性。（3）有机物包覆最新的研究报道，采用价格低廉的高分子聚合物对量子点进行封装可以很好地提高钙钛矿量子点的稳定性，这是一种成本极低的措施[60-64]。相比于添加保护层与表面配体处理，聚合物封装钙钛矿量子点的制备操作起来省时省力，也更为容易实现。这种方法不但能够提高钙钛矿量子点的稳定性，而且还可以提高其他的性能：比如提高器件的机械性能。2015年Kovalenko[65]课题组就曾提出钙钛矿量子点与聚合物复合的设想（图1.3（a）），后来很多研究者跟进了这方面的研究工作，例如图1.3（b）所示。Zhang等人[64]用PMMA，PBMA，PS等取代甲苯，利用抗溶剂法制备了CsPbBr3钙钛矿量子点。随后又采用光催化氧化法制备钙钛矿-高分子聚合物，明显提升了钙钛矿在空气与水中的稳定性。图1.3(a)MMA制备的复合材料；(b)紫外聚合方法制备的CsPbBr3-PBMA复合材料[65]
本文编号：2998628
【文章来源】：上海应用技术大学上海市
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钙钛矿结构示意图[20]
恪Ｕ攵哉庑┨氐悖?蛊涑晌?蠢垂獾缱硬?业应用中最重要的新材料[26]。具体来讲，全无机钙钛矿量子点的发光具有以下的几个优点：（1）发光波长可以在很宽的范围内调节。全无机钙钛矿量子点CsPbX3中的卤素元素可以是Cl、Br、I或两个相邻元素的组合。通过控制不同卤素的比例，可以将发光峰控制在400～800nm范围内，覆盖整个可见光范围。CsPbBr3量子点具有绿光发射。当卤素元素中Cl的比例增加时，发射波长变短；当I的比例增加时，发射波长变长，如图1.2所示。与Cd系列量子点相比，该组分更容易调制光发射的峰值位置[27]。图1.2CsPbX3量子点光致发光光谱[27]Fig.1.2CsPbX3quantumdotphotoluminescencespectrum[27]（2）量子效率高量子效率是指样品发出的光与吸收光的比值，是评价发光材料质量的重要指标。无机钙钛矿量子点是一种新型的量子点材料。据Protesescu等人报道，全无机钙钛矿量子点在没有任何核壳结构和表面钝化的情况下都能获得90%以上的量子效率。随后，Zeng团队采用室温过饱和沉淀法制备的钙钛矿量子点的量子效率高达95%[22-28]。2017年，Liu等人合成的CsPbI3量子点的绝对量子效率接近100%[29]。此外，学者们还成功地合成了一维CsPbX3纳米线和准二维CsPbBr3纳米片，其量子效率也可达到80%[30,31]。高量子效率表明，全无机钙钛矿量子点在高性能显示等领域都具有广阔的应用前景。
理钙钛矿量子点，在其表面配体之间形成更稳定的C=C键，可以明显地提高量子点在空气和水中的稳定性。（3）有机物包覆最新的研究报道，采用价格低廉的高分子聚合物对量子点进行封装可以很好地提高钙钛矿量子点的稳定性，这是一种成本极低的措施[60-64]。相比于添加保护层与表面配体处理，聚合物封装钙钛矿量子点的制备操作起来省时省力，也更为容易实现。这种方法不但能够提高钙钛矿量子点的稳定性，而且还可以提高其他的性能：比如提高器件的机械性能。2015年Kovalenko[65]课题组就曾提出钙钛矿量子点与聚合物复合的设想（图1.3（a）），后来很多研究者跟进了这方面的研究工作，例如图1.3（b）所示。Zhang等人[64]用PMMA，PBMA，PS等取代甲苯，利用抗溶剂法制备了CsPbBr3钙钛矿量子点。随后又采用光催化氧化法制备钙钛矿-高分子聚合物，明显提升了钙钛矿在空气与水中的稳定性。图1.3(a)MMA制备的复合材料；(b)紫外聚合方法制备的CsPbBr3-PBMA复合材料[65]
本文编号：2998628
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