荧光铅卤钙钛矿纳米晶的合成、光电性能调控及其应用研究

发布时间：2024-03-01 22:46

　　为了克服日益增长的能源消耗的需求,发展新型高效节能的发光二极管(LED)显示及照明技术具有非常重要的意义。作为一种新型荧光纳米材料,铅卤钙钛矿纳米晶展现出了非常优异的光学性质,比如:量子效率高、发射峰窄、颜色可调等,使得其在LED等领域具有很好的应用前景。然而目前,铅卤钙钛矿纳米晶在合成化学、性能调控、应用开发等方面都处于研究初期,与实际应用之间存在很大的差距。目前钙钛矿纳米晶的合成主要基于胶体溶液化学合成方法,合成过程可控,但是耗时长、耗费大量有机溶剂,且需要繁琐的清洗纯化步骤。另外,对于高效低成本钙钛矿纳米晶光电器件应用来说,高质量的钙钛矿纳米晶薄膜及其器件的溶液法制备至关重要。一方面,胶体钙钛矿纳米晶基本都依赖于动态连接的长链烷烃配体,严重影响纳米晶薄膜的光学性质和载流子输运性能,进而影响器件性能;另一方面,目前钙钛矿纳米晶光电器件制备过程部分依赖于昂贵且复杂的高真空成膜工艺,不利于低成本地批量制备和应用。因此,针对钙钛矿纳米晶的合成和应用开发等方面进行更加深入地探究和理解是非常必要的,也具有非常重要的科学意义和研究价值。本论文以铅卤钙钛矿纳米晶为研究对象,分别从合成和应用的角度...

【文章页数】：123 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1典型的卤化物钙钛矿材料的结构示意图[22]

上海交通大学博士学位论文第一章绪论21.2.1铅卤钙钛矿的晶体结构铅卤钙钛矿材料的结构如图所示，化学式为ABX3，其中A一价有机胺离子或者碱金属Cs离子、B一般为以Pb2+为代表的二价金属阳离子，X为卤素离子（Cl-、Br-或者I-）。二价金属阳离子和卤素阴离子能够进行配位形成B....

图1-2美国国家可再生能源实验室（NREL）认证的各种太阳能电池效率曲线图[44]

上海交通大学博士学位论文第一章绪论31.2.3铅卤钙钛矿材料的应用由于铅卤钙钛矿材料所具备的上述诸多优异的性能，目前已经在许多领域展现很大的应用潜力，例如：太阳能电池、发光二极管、激光、光电探测器等等。1.2.3.1太阳能电池自从日本科学家TsutomuMiyasaka首次报道钙....

图1-3铅卤钙钛矿LED的器件性能，（a）绿色CH3NH3PbBr3钙钛矿的吸收光谱及其LED的电致发光光谱以及红色CH3NH3Pb(IxBr1-x)钙钛矿LED的电致发光光谱，（b、c和d）绿色CH3NH3PbBr3钙钛矿LED的电流-电压-亮度曲线（b）、电压-EQE曲线（c）和电流-EQE曲线（d）[46]

上海交通大学博士学位论文第一章绪论4研究者制备了早期的基于长链铵的二维钙钛矿材料及其LED器件，它具有很大的激子束缚能，需要在液氮条件下才能观测到它的电致发光现象[45]。直到2014年，H.Friend研究团队第一次报道了室温溶液法制备的三维钙钛矿薄膜及其电致LED器件，并通过....

图1-4绿色CH3NH3PbBr3钙钛矿LED的器件结构（a）和性能（b）[49]

上海交通大学博士学位论文第一章绪论5基于2D/3D杂化钙钛矿薄膜的LED器件[50,51]。由于2D钙钛矿材料具有更大的激子束缚能和更好的稳定性，并且在2D/3D杂化体系中存在能量转移过程，最终钙钛矿LED器件的性能极大提升，基于近红外的LED器件EQE达到11.7%。最近，王建....

本文编号：3915935