铯卤化铅钙钛矿纳米晶白光电致发光二极管的研究
发布时间：2021-02-28 17:59
最近几年,铯卤化铅钙钛矿纳米晶在发光二极管（light-emitting diodes,LEDs）的应用方面得到了积极的研究,成为了下一代显示器和照明设备的热门材料,因为它有优异的光电性能,如窄发射带宽、高光致发光量子产率和较宽色域。在短短几年内,单色红绿LEDs的外部量子效率（EQE）已经超过20%。但迄今为止,具有巨大照明和背光应用潜力的白光钙钛矿LEDs（WPLEDs）的性能远远低于最先进的白色有机发光二极管（WOLEDs）。由于不同卤化物组分的钙钛矿型纳米晶之间的离子交换和高温退火引起的量子产率下降,导致目前关于白光电致发光二极管的研究报道很少。由于离子交换反应,没有插入层的钙钛矿白色发光二极管还没有实现。虽然插入层阻止了在钙钛矿纳米晶之间的离子交换,但是也产生了一个电荷不平衡的新问题以及结构变得更加复杂。为了解决问题,在本研究中,引入了具有高量子产率和稳定性的发射蓝光的ZnCdS/ZnS纳米晶和发射黄光的CsPb（Br1.65/I1.35）钙钛矿纳米晶用于白色发光二极管。其价带为-6.19eV和-7.0eV,因此计算了 CsPb（Br1.65/I1.35）和 ZnCdS/Zn...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ABX3钙钛矿纳米晶的结构图[22]
第1章绪论31.2.2钙钛矿纳米晶的性能（一）波长可调谐发射钙钛矿型纳米晶和传统的半导体型纳米晶相比，最令人感兴趣的是在可见光范围（400-700nm）内可调谐发射[15,23]。可以从两个方面对其加以证明，一是材料的尺寸可调发射，Kovalenko及其同事发现，同一种CsPbBr3纳米晶的发射波长和吸收峰都随着材料尺寸的变化而改变，如图1.2（a）所示[1]。另一种是元素可调谐发射，通过将氯化物中的卤化物离子替换为碘化物，所有无机钙钛矿CsPbX3纳米晶（X=Cl、Br、I或其混合物）的发射波长可从400nm调谐至700nm，覆盖整个可见区域[24,25]，如图1.2（b）-（d）所示，可以看到不同发射波长在紫外灯下展现出的不同颜色的光，以及相应的发光光谱和吸收光谱。图1.2（a）CsPbBr3量子点尺寸可调的吸收谱和发射谱；（b）是溶解在甲苯中的纳米晶溶液在紫外灯（λ=365nm）照射下的图片；（c）CsPbX3量子点的可调谐发射谱；（d）典型光吸收和PL光谱[1]（二）宽色域和色纯度高在计算机图形学中色域是指颜色的一个完整子集。颜色子集最常见的用途是精确地表示给定的情况，比如给定的颜色空间或输出设备的颜色范围。由于钙钛矿纳米晶具有良好的单色性和较宽的光谱覆盖范围，所以它具有更宽的色域。另一方面，与传统量子点（如CdSe、CdS、PbSe和PbS）相比，铯卤化铅钙钛矿具有较窄的半峰宽[26,27]。除此之外，钙钛矿型量子点由于其优异的单色性而使材料具有较高的色纯度，以上这些优点使其成为现代液晶显示电视或高色饱和度显示器背光源的选择。一般来说，钙钛矿型纳米晶发射线宽的来源有两个：一个是
第2章纳米晶材料和电致发光二极管的发光机理及特性参数9第2章纳米晶材料和电致发光二极管的发光机理及特性参数2.1纳米晶材料和电致发光二极管的发光机理2.1.1纳米晶材料的发光机理当受到激发光照射时，材料内的电子会吸收其能量，跃迁到激发态形成激子。但由于激子不能稳定存在，最终会回到基态。其中大部分能量会经过辐射复合，以发射光子的形式释放。主要包括带边发射、缺陷态发射和敏化中心发射。其中，带边发射是最常见的跃迁方式，是指进入到LUMO和HOMO能级的电子与空穴的复合过程。2.1.2电致发光二极管的发光机理电致发光二极管（electroluminescentlightemittingdevices,LED）主要由五部分组成：分别为阳极、P型空穴传输层（holetransportlayer,HTL）、纳米晶材料发射层、N型电子传输层（electrontransportlayer,ETL）和阴极。图2.2是LED的结构图。图2.2LED器件的结构图为了实现强光发射和限制电荷载流子的注入，将发射层放在空穴和电子传输层之间形成异质结结构。在外加一个电场的情况下，电子和空穴分别从阴极和阳极通过电子传输层和空穴传输层注入到钙钛矿材料的发射层，注入的电子和空穴会在发射层复合形成激子并发射出光子。在传输层结构中，电子和空穴传输层不
本文编号：3056230
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ABX3钙钛矿纳米晶的结构图[22]
第1章绪论31.2.2钙钛矿纳米晶的性能（一）波长可调谐发射钙钛矿型纳米晶和传统的半导体型纳米晶相比，最令人感兴趣的是在可见光范围（400-700nm）内可调谐发射[15,23]。可以从两个方面对其加以证明，一是材料的尺寸可调发射，Kovalenko及其同事发现，同一种CsPbBr3纳米晶的发射波长和吸收峰都随着材料尺寸的变化而改变，如图1.2（a）所示[1]。另一种是元素可调谐发射，通过将氯化物中的卤化物离子替换为碘化物，所有无机钙钛矿CsPbX3纳米晶（X=Cl、Br、I或其混合物）的发射波长可从400nm调谐至700nm，覆盖整个可见区域[24,25]，如图1.2（b）-（d）所示，可以看到不同发射波长在紫外灯下展现出的不同颜色的光，以及相应的发光光谱和吸收光谱。图1.2（a）CsPbBr3量子点尺寸可调的吸收谱和发射谱；（b）是溶解在甲苯中的纳米晶溶液在紫外灯（λ=365nm）照射下的图片；（c）CsPbX3量子点的可调谐发射谱；（d）典型光吸收和PL光谱[1]（二）宽色域和色纯度高在计算机图形学中色域是指颜色的一个完整子集。颜色子集最常见的用途是精确地表示给定的情况，比如给定的颜色空间或输出设备的颜色范围。由于钙钛矿纳米晶具有良好的单色性和较宽的光谱覆盖范围，所以它具有更宽的色域。另一方面，与传统量子点（如CdSe、CdS、PbSe和PbS）相比，铯卤化铅钙钛矿具有较窄的半峰宽[26,27]。除此之外，钙钛矿型量子点由于其优异的单色性而使材料具有较高的色纯度，以上这些优点使其成为现代液晶显示电视或高色饱和度显示器背光源的选择。一般来说，钙钛矿型纳米晶发射线宽的来源有两个：一个是
第2章纳米晶材料和电致发光二极管的发光机理及特性参数9第2章纳米晶材料和电致发光二极管的发光机理及特性参数2.1纳米晶材料和电致发光二极管的发光机理2.1.1纳米晶材料的发光机理当受到激发光照射时，材料内的电子会吸收其能量，跃迁到激发态形成激子。但由于激子不能稳定存在，最终会回到基态。其中大部分能量会经过辐射复合，以发射光子的形式释放。主要包括带边发射、缺陷态发射和敏化中心发射。其中，带边发射是最常见的跃迁方式，是指进入到LUMO和HOMO能级的电子与空穴的复合过程。2.1.2电致发光二极管的发光机理电致发光二极管（electroluminescentlightemittingdevices,LED）主要由五部分组成：分别为阳极、P型空穴传输层（holetransportlayer,HTL）、纳米晶材料发射层、N型电子传输层（electrontransportlayer,ETL）和阴极。图2.2是LED的结构图。图2.2LED器件的结构图为了实现强光发射和限制电荷载流子的注入，将发射层放在空穴和电子传输层之间形成异质结结构。在外加一个电场的情况下，电子和空穴分别从阴极和阳极通过电子传输层和空穴传输层注入到钙钛矿材料的发射层，注入的电子和空穴会在发射层复合形成激子并发射出光子。在传输层结构中，电子和空穴传输层不
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