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铯铅卤化物钙钛矿量子点从玻璃中析出的诱导因素

2021-06-09兰月梅张国星饶朋朋谭骏昊张学杰

发光学报 2021年5期

兰月梅,王 栋,张国星,饶朋朋,谭骏昊,张学杰,陈 岩*

(1.五邑大学 应用物理与材料学院,广东 江门 529020; 2.华南农业大学 材料与能源学院,广东 广州 510642)

1 引 言

铯铅卤化物(CsPbX3,X=Cl,Br,I)钙钛矿量子点(Perovskite quantum dots,PQDs)是一种直接带隙半导体材料[1],同时具有高光致发光量子产率(Photoluminescence quantum yield,PLQY,可达90%)、可调谐的带隙、宽吸收带、尺寸依赖的发射波长、宽色域和窄半峰宽(低至12 nm)[2-10]等优点,还可以通过卤素离子交换、离子掺杂等方式获得波长可调谐的发光材料,因此在发光二极管[11]、显示器[12-13]、激光器[8]、太阳能电池[14]、高能辐射探测器[15-18]和光电探测器[19-22]方面有诸多应用。但是,CsPbX3PQDs的稳定性差,在光、热以及潮湿环境下容易发生分解,导致发光性能降低。此外,CsPbX3PQDs具有较强的阴离子交换特性,两种不同组分的量子点混合时,会反应生成一种新的量子点材料,其发出的光也不同于两种组分所发光的直接复合,而是一种中间色。CsPbX3PQDs的不稳定性限制了它在光电器件中的应用[23-26]。

因此,保持CsPbX3PQDs优异的光学性能的同时提高其稳定性是目前该材料研究面临的主要问题之一。文献报道了多种提高CsPbX3PQDs稳定性的方法,如离子掺杂、表面钝化、表面包覆等。其中表面包覆研究较多,即在CsPbX3PQDs表面包覆一层稳定的、透光性良好的无机或高分子材料以阻挡CsPbX3PQDs与水分和氧气等接触,同时又可以防止阴离子迁移形成新的物相[27]。常用的包覆材料包括无机氧化物(SiO2[28]、Al2O3[29]、SiO2/Al2O3[29]、ZrO2[30]、TiO2[31])、介孔材料(介孔二氧化硅[32]、金属-有机框架[33])、聚合物材料(聚苯乙烯[34]、聚甲基丙烯酸甲酯[35]、聚偏二氟乙烯[36])和核-壳结构(CsPbBr3/CsPb2Br5[37]、CsPbBr3/Cs4PbBr6[38]、CsPbBr3/Rb4PbBr6[39])等。……

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