基于长链溴化铵盐掺杂的低维钙钛矿发光二极管的研究
发布时间：2020-12-04 17:12
近年来,钙钛矿发光二极管（Perovskite light-emitting diodes,PeLEDs）由于具备发光波长易调节、发光色纯度高、可用溶液法制备、成本低等优点,在信息显示和照明领域显示出了巨大的应用潜力,因此受到了广泛关注。由于钙钛矿材料在常用溶剂中的溶解度较低,导致溶液法制备的钙钛矿薄膜的形貌较差、缺陷较多,限制了钙钛矿发光二极管器件性能的提升。因此,本论文通过向钙钛矿前驱液中引入长链溴化铵盐和聚合物,改善了钙钛矿薄膜的质量,从而提升了钙钛矿发光二极管的性能。具体研究内容如下:（1）在CsPbBr3钙钛矿前驱液中引入长链苯丙基溴化铵（Phenylpropylammo nium bromide,PPABr）,通过一步旋涂法制备了不同前驱液组分的准二维钙钛矿薄膜。通过一系列的表征手段,研究了钙钛矿前驱液中CsBr与PPABr的摩尔比例对钙钛矿薄膜形貌、晶体结构及光学特性的影响。结果表明,当前驱液中CsBr与PPABr的摩尔比例为2:3.5时,获得的钙钛矿薄膜最为平整致密、缺陷最少。基于此钙钛矿薄膜的绿光PeLEDs的亮度为2921 cd m-...
【文章来源】：电子科技大学四川省 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】：
三维钙钛矿材料的晶体结构
A 位离子的离子半径大小范围，因此目前只有短链有机铵离子如甲铵离子（MAR=0.218 nm）、甲脒离子（FAR =0.253 nm）和无机 Cs+离子（CsR =0.188 nm）适合形成稳定的立方相钙钛矿结构。当引入的 A 位阳离子的有效离子半径过大而不能填充于共角连接的[BX6]4-正八面体之间的间隙时，如长链有机铵离子 BA+（丁铵）、PEA+（苯乙铵）等，A 位阳离子将撑开由正八面体组成的三维骨架，此时，无机的[BX6]4-正八面体层被长链有机铵离子层所隔开，形成交替排列的层状二维钙钛矿结构[27-31]，如图 1-2(a)所示，二维钙钛矿的结构通式为 L2BX4（L:长链有机铵阳离子），在此结构中，长链有机铵离子层之间通过范德华力结合在一起。由于长链有机铵离子层和无机正八面体层的的介电常数存在较大差异，导致长链有机铵离子层的导带能级高于无机正八面体层的 LOMO 能级，价带能级低于无机正八面体层的 HOMO 能级，由于长链有机铵离子层与无机正八面体层的厚度在几纳米尺度范围内，此时将形成一种量子阱结构[30]，如图 1-2(b)所示。光激发或电注入的载流子将被束缚在禁带宽度小的二维无机正八面体层内，因此相较于三维钙钛矿，二维钙钛矿具有更大的激子束缚能。
电子科技大学硕士学位论文L2(ABX3)n-1BX4的准二维钙钛矿，也被称为 Ruddlesden-Popper 型结构的钙钛矿[32-35]。如图 1-3 所示，在此钙钛矿结构中，n 表示长链有机铵阳离子层之间所夹的无机正八面体层的层数，n=1 表示没有引入三维 A 位阳离子的纯二维钙钛矿，n=∞表示没有引入长链有机有机铵阳离子 L 的三维钙钛矿，准二维钙钛矿是不同 n 值的二维钙钛矿相的混合。当继续在钙钛矿晶格三维方向上限制钙钛矿晶体的生长，那么将得到一维钙钛矿纳米线、零维钙钛矿量子点[36-38]。
本文编号：2897958
【文章来源】：电子科技大学四川省 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】：
三维钙钛矿材料的晶体结构
A 位离子的离子半径大小范围，因此目前只有短链有机铵离子如甲铵离子（MAR=0.218 nm）、甲脒离子（FAR =0.253 nm）和无机 Cs+离子（CsR =0.188 nm）适合形成稳定的立方相钙钛矿结构。当引入的 A 位阳离子的有效离子半径过大而不能填充于共角连接的[BX6]4-正八面体之间的间隙时，如长链有机铵离子 BA+（丁铵）、PEA+（苯乙铵）等，A 位阳离子将撑开由正八面体组成的三维骨架，此时，无机的[BX6]4-正八面体层被长链有机铵离子层所隔开，形成交替排列的层状二维钙钛矿结构[27-31]，如图 1-2(a)所示，二维钙钛矿的结构通式为 L2BX4（L:长链有机铵阳离子），在此结构中，长链有机铵离子层之间通过范德华力结合在一起。由于长链有机铵离子层和无机正八面体层的的介电常数存在较大差异，导致长链有机铵离子层的导带能级高于无机正八面体层的 LOMO 能级，价带能级低于无机正八面体层的 HOMO 能级，由于长链有机铵离子层与无机正八面体层的厚度在几纳米尺度范围内，此时将形成一种量子阱结构[30]，如图 1-2(b)所示。光激发或电注入的载流子将被束缚在禁带宽度小的二维无机正八面体层内，因此相较于三维钙钛矿，二维钙钛矿具有更大的激子束缚能。
电子科技大学硕士学位论文L2(ABX3)n-1BX4的准二维钙钛矿，也被称为 Ruddlesden-Popper 型结构的钙钛矿[32-35]。如图 1-3 所示，在此钙钛矿结构中，n 表示长链有机铵阳离子层之间所夹的无机正八面体层的层数，n=1 表示没有引入三维 A 位阳离子的纯二维钙钛矿，n=∞表示没有引入长链有机有机铵阳离子 L 的三维钙钛矿，准二维钙钛矿是不同 n 值的二维钙钛矿相的混合。当继续在钙钛矿晶格三维方向上限制钙钛矿晶体的生长，那么将得到一维钙钛矿纳米线、零维钙钛矿量子点[36-38]。
本文编号：2897958
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