超小晶粒锡掺杂CsPbBr3蓝光量子点的合成及其光学性能研究

近年来,铅卤钙钛矿CsPbX₃ (X=Cl,Br或I)因其具有荧光波段可调、荧光量子产率高(Photoluminescence quantum yield,PLQY)以及荧光半峰宽窄等优点而被广泛应用于光电器件领域.然而,与PLQY接近于100%的绿光和红光相比,蓝光卤素钙钛矿的PLQY仍比较低.在此,采用过饱和结晶的方法在室温下合成了粒径低于4 nm的超小晶粒锡(Sn)掺杂CsPbBr₃量子点,并对其结构特性和光学特性进行了研究.结果表明:随着SnBr₂添加量的增大,量子点晶粒的粒径略微减小,荧光发射峰发生蓝移,粒径由3.33 nm (SnBr₂为0.03 mmol)减小到2.23 nm(SnBr₂为0.06 mmol时),对应的荧光发射峰由490 nm蓝移至472 nm.当SnBr₂添加量为0.05 mmol时合成的超小晶粒锡掺杂CsPbBr₃量子点显示出最优的光学性能,其粒径约为2.91 nm,对应的XRD各晶面衍射峰强度最强,...     

基于钙钛矿量子点荧光太阳集光器的蒙特卡洛光子追踪模拟

传统光聚集器热效应明显、结构复杂、成本昂贵。作为替代,荧光太阳集光器具有许多显著优势并能够有效降低太阳能电池的发电成本,因此受到广泛关注。本文通过传统热注入法合成了全无机钙钛矿CsPbBr_3量子点,并在此基础上设计了基于CsPbBr_3量子点的荧光太阳集光原型器件。通过TEM测试和必要的光学表征,证实本文合成的CsPbBr_3量子点具有典型的立方体结构、76.8%的荧光量子产率、512 nm的发光中心波长和22 nm的中心波长半高宽。此外,结合蒙特卡洛智能优化算法,建立了基于CsPbBr_3量子点的荧光太阳集光器的理论计算模型,确定了全无机钙钛矿量子点最优掺杂浓度和最佳平均波长集光效率。仿真结果表明,在量子点掺杂浓度为2.1×10~(-5) mol/L时,最优的集光效率达到5.4%。本文提出的蒙特卡洛光子追踪模拟过程将为未来荧光太阳集光器参数设计提供科学的计算方法。     

三苯甲基改性油溶性碳量子点合成及其在发光器件中的应用

碳量子点团聚将导致严重荧光猝灭,大幅降低其发光效率,阻碍了其作为发光材料在显示和照明器件中的应用。通过主客体掺杂方案可有效解决上述问题,但水溶性的碳量子点不能和有机的主体材料相匹配。针对该问题,本文通过在碳量子点表面接枝亲油性的芳香类官能团,保证碳量子点油溶性的同时使其具备一定的载流子传输性能,采用该方案制备出发光峰在533 nm、荧光量子产率为43%的黄色油溶性碳量子点。将该碳量子点分散到聚甲基丙烯酸甲酯中涂敷在紫外发光二极管(365 nm)灯珠表面,制备的光致发光器件发出明亮黄光(560 nm),最大亮度达到23 000 cd/m~2。进一步将该碳量子点掺杂到聚乙烯基咔唑中作为发光层,制备了主客体掺杂的电致发光器件,器件的发射峰位于552 nm,最大亮度达到35.07 cd/m~2。上述研究表明,合成油溶性的碳量子点发光材料并将其掺杂到母体材料中作为发光层,可有效抑制碳量子点团聚诱导荧光猝灭问题,对发展高性能碳量子点基发光器件具有重要意义。     

CsPbBr3/Si3N4复合材料制备及发光性能

近年来,钙钛矿量子点CsPbX_3(X=Cl, Br, I)稳定性较差的问题引起了广泛关注。本文在室温下合成了稳定的CsPbBr_3/Si_3N_4绿色荧光粉并将其应用于白光发光二极管(WLEDs)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、激发和发射光谱(PL、PLE)等分析测试手段对CsPbBr_3量子点和CsPbBr_3/Si_3N_4荧光粉的结构、形貌、元素组成及光谱特性等进行了分析对比。实验结果表明,CsPbBr_3/Si_3N_4绿色荧光粉的热稳定性、水稳定性、色稳定性均得到了显著提升。80℃时CsPbBr_3/Si_3N_4荧光粉的发光强度能保持初始发光强度的87.4%,水中浸没120 min后发光强度能保持初始发光强度的75.5%。CsPbBr_3/Si_3N_4复合材料的量子效率则由CsPbBr_3量子点粉体的15.4%提升至35.4%。将CsPbBr_3/Si_3N_4复合材料与K_2SiF_6∶Mn~(4+)红色荧光粉、InGaN基蓝光LED芯片封装制得的WLED器件色域为113.4%NTSC,流明效率达49.4 lm/W。     

提纯溶剂对室温合成CsPbBr3量子点性能的影响

采用室温重结晶法制备CsPbBr_3量子点,分别利用六种常用的极性溶剂对量子点粗液进行高速离心提纯,监测提纯过程中每一步骤后的光致发光光谱,并采用吸收光谱,荧光寿命、X射线衍射分析和透射电镜等表征方法系统表征了六种极性溶剂提纯得到的CsPbBr_3量子点.研究表明,通过六种极性溶剂提纯,都可以得到结晶度良好的呈立方体形态的立方相CsPbBr_3量子点;在利用六种不同极性溶剂进行提纯过程中,第二次离心得到的上清液具有最为统一的半峰宽和峰值波长;除乙酸乙酯外,第二次离心得到的上清液具有最高的量子产出;比较而言,通过正丙醇、异丙醇、正丁醇特别是异丁醇提纯得到的CsPbBr_3量子点具有较高的发光性能.     

掺杂对多层Ge/Si(001)量子点光致发光的影响

利用超高真空化学气相沉积设备, 在Si (001) 衬底上外延生长了多个四层Ge/Si量子点样品. 通过原位掺杂的方法, 对不同样品中的Ge/Si量子点分别进行了未掺杂、磷掺杂和硼掺杂. 相比未掺杂的样品, 磷掺杂不影响Ge/Si量子点的表面形貌, 但可以有效增强其室温光致发光; 而硼掺杂会增强Ge/Si量子点的合并, 降低小尺寸Ge/Si量子点的密度, 但其光致发光会减弱. 磷掺杂增强Ge/Si量子点光致发光的原因是, 磷掺杂为Ge/Si量子点提供了更多参与辐射复合的电子. 关键词： Ge/Si量子点 磷掺杂 光致发光     

以ILTO为阳极的高效有机电致发光器件

以高功函数的掺杂钛酸镧的氧化铟薄膜(ILTO)及氧化铟锡(ITO)作为阳极,制备了Glass/anode/NPB/Alq3/LiF/Al结构的有机电致发光器件。得益于ILTO较好的掺杂性、低的表面粗糙度、高的可见光透过率以及高的有效功函数,以ILTO为阳极的有机电致发光器件的开路电压得到降低,最高亮度、电流效率、功率效率以及外量子效率均获得了成倍的提高。研究结果表明,ILTO是一种潜在的光学窗口材料,有望在各种光电器件中得到广泛的应用。     

PBD的掺杂对PVK:Ir(ppy)3体系发光特性的影响

从三线态激子的发光机理入手,研究了PBD作为电子传输材料对PVK:Ir(ppy)3体系的影响。实验中制备了单层器件ITO/PVK:Ir(ppy)3/PBD/Al,ITO/PVK:Ir(ppy)3:PBD/Al和双层器件,ITO/PVK:Ir(ppy)3:PBD/BCP/Al,其中PVK:Ir(ppy)3的掺杂浓度比例不变,通过改变PBD的掺杂浓度,其变化范围是PBD与PVK的质量比从0:100到20:100,制得了一系列器件,研究了它们的光致发光(PL)光谱和电致发光(EL)光谱。发现PBD这种电子传输材料的加入对器件的亮度有很大提高,当PBD与PVK质量比为10%时,器件亮度最大。     

掺磷光材料有机电致发光器件的能量传递

将高量子效率的磷光材料fac-tris-2-phenylpyridine iridium(III) (Ir(ppy)3)按不同的比例掺杂到具有载流子传输能力的主体材料poly(N-vinylcarbazole) (PVK)中作为发光层制备磷光电致发光器件。通过对器件发光机制的研究,发现光致发光过程中起主导作用的是Fo¨ster能量转移机制;而在电致发光过程中,器件的发光性能受Dexter能量转移和电荷陷获2种能量传递形式的影响。器件的I-V-L特性表明：Ir(ppy)3的掺杂比例为5%时,器件的光功率效率最大,能量转移最充分。     

Mn离子注入InAs/GaAs量子点结构材料的光电性质研究

用高能离子注入(160keV)的方法对InAs/GaAs量子点结构进行掺杂，研究了不同退火工艺处理后量子点的光致发光和电学性能.相对于长时间退火，快速退火处理后的量子点发光通常较强.在相同的退火条件下，量子点发光峰位随着Mn注入剂量的增加，先是往高能量端快速移动，而后发光峰又往低能方向移动.后者可能是由于Mn原子进入InAs量子点，释放了InAs量子点中的应变所致.对于高注入剂量样品和长时间退火样品，变温电阻曲线在40 K附近会出现反常行为. 关键词： 离子注入 InAs/GaAs量子点 光致发光 团簇     

聚苯撑苯并双噁唑的电致发光

通过光谱技术、电化学特性等对聚苯撑苯并双噁唑(PBO)的性能进行了系统研究。通过电化学分析获得该聚合物最高占有分子轨道能级(HOMO)大约为EHOMO=5.69eV,通过光谱分析计算得到最低空轨道能级(LUMO)大约为ELUMO=2.99eV。PBO的溶液光致发光在430～500nm范围,呈现明显的浓度效应;其薄膜的光致发光峰大约位于500nm。研究制作了以PBO为发光层的单层电致发光器件ITO/PBO(60nm)/Al和双层电致发光器件ITO/CuPc(25nm)/PBO(60nm)/Al,其电致发光峰位具有聚集态发光的特征。器件的发光亮度和稳定性在双层器件中获得提高,器件的发光峰位随驱动电压大小在520～555nm范围变化。     

基于量子点和MEH-PPV的白光发光二极管的研究

利用无机纳米材料与有机聚合物材料相结合的方法制备白光发光二极管器件, 研究了蓝光量子点QDs(B)掺杂聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基-1, 4-苯撑乙烯撑](MEH-PPV) 复合体系的发光特性及量子点QDs(B) 掺杂浓度(质量分数)不同对器件发光特性的影响. 制备了ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV:QDs(B)/LiF/Al 结构的电致发光器件, 测试了器件的电致发光光谱和电学、光学特性. 当QDs掺杂浓度为40%, 驱动电压为8 V时器件能得到较为理想的白光发射. 同时, 对比研究了非掺杂体系的发光特性, 制备了结构为ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/QDs(B)/LiF/Al的器件, 掺杂体系相较于非掺杂体系, 器件的最大亮度增大, 启亮电压降低, 并分析了掺杂体系器件性能改善的原因.     

蓝色发光材料DPVBi掺杂DCJTB发光性质的研究

对蓝光材料DPVBi掺杂红光染料DCJTB的发光性质进行了研究。首先研究了DPVBi掺杂不同质量浓度DCJTB的光致发光，当掺杂质量浓度为0.1％时，光致发光得到白光(色度x=0．36，y=0．34)。基于光致发光的实验结果，以DPVBi掺杂不同质量浓度DCJTB作发光层，制备了结构为ITO／CuPc／NPB／DPVBi：DCJTB/Alq3／LiF／Al的器件，当掺杂质量浓度为0．08％时器件实现了白色发光(色度为x=0．25，y=0．32)。研究了该白光器件的电致发光性质，白光器件在14V时达到最高亮度7822cd／m^2。在20mA／cm^2电流密度驱动下的亮度为489cd/m^2，最大流明效率为1．75lm／W。     

Ba2+离子掺杂CsPbBr3蓝光量子点合成及其光学性能

近年来,全无机卤素钙钛矿CsPbX3(X=Cl,Br,I)因其荧光带宽窄、带隙可调、合成工艺简单以及荧光量子产率(Photoluminescence quantum yield,PLQY)高等优点而被应用于光电器件领域.但相比于PLQY接近于100％的红光与绿光CsPbX3量子点,PLQY低于10％的蓝光量子点光学性能...     

红光量子点掺杂PVK体系的发光特性研究

无热处理制备了红光CdSe/ZnS量子点掺杂PVK的ITO/PVK:QDs/Alq3/Al结构电致发光器件.测试器件的发光光谱和电学特性等,研究了掺杂浓度(质量分数)对体系发光特性的影响,将非掺杂与掺杂体系做了比较,提出了优化掺杂体系的一些可行方案.量子点掺杂浓度较低时,主要为Alq3的发光;掺杂浓度为20%时,Alq3的发光得到抑制,红光发射最佳;继续增大掺杂浓度,QDs发光峰发生微弱红移,器件性能变差.与非掺杂体系相比,掺杂浓度合适的PVK:QDs体系大大提高了器件的稳定性.     

基于CsPbBr_(3)纳米晶掺杂硫醇-烯聚合物的荧光太阳集光器制备及集光性能EI北大核心CSCD

荧光太阳集光器在光伏建筑一体化方面的潜在应用受到了广泛关注。本文采用CsPbBr_(3)纳米晶作为集光器的发光中心,采用硫醇-烯聚合物作为集光器的透明光波导基质。通过荧光发射谱、吸收谱以及荧光寿命谱等对集光性能进行研究,发现将CsPbBr_(3)纳米晶掺入硫醇-烯聚合物后,发光峰位蓝移了11 nm、半高宽展宽了20.4 nm,这可归因于硫醇-烯聚合物基质的介电约束效应。同时,硫醇-烯聚合物基质大幅提高了CsPbBr_(3)纳米晶的发光稳定性。当CsPbBr_(3)纳米晶在硫醇-烯聚合物基质中的掺杂浓度为5.6%时,荧光太阳集光器的集光效率可达8.9%。采用商用的多晶硅太阳能电池耦合在荧光太阳集光器的边缘,在标准AM1.5的太阳光照条件下,器件开路电压为0.47 V,短路电流密度为7.14 mA/cm ^(2),填充因子为24.01%,光电转换效率为2.30%。     

Poly[(BEHP-PPV)-co-(MEH-PPV)]:DCJTB为功能层LEC器件的能量传递

在有机发光器件中,掺杂染料分子是改变发光颜色,提高发光性能的有利手段.在掺杂体系中,主体材料向掺杂剂的能量传递是主要的激发态弛豫过程.在LEC器件中,利用掺杂手段改变发光颜色的方法报道很少.研究了以发射绿光(峰值550 nm)的共聚物Poly[(BEHP-PPV)-co-(MEH-PPV)]中掺杂DCJTB作为功能层的LEC器件的发光特性.器件的结构为ITO/Poly[(BEHP-PPV)-co-(MEH-PPV)]∶DCJTB+PEO+LiCF3SO3/Al.共聚物的光致发光光谱几乎覆盖了整个DCJTB吸收光谱的范围,满足能量传递的要求.通过光致发光与电致发光光谱的研究,发现掺杂后的薄膜不论是光致发光还是电致发光,都以DCJTB的发射为主,说明二者之间的确存在能量传递.     

一种新型结构的黄光有机电致发光器件

用有机荧光染料罗丹明B(Rhodamine B)作为掺杂剂, 采用双量子阱结构制备了一种新型的黄光有机电致发光器件,器件结构及各层厚度为：ITO/CuPc(6 nm)/NPB(20 nm)/Alq₃(3 nm)/Alq₃：Rhodamine B(3 nm)/Alq₃(3 nm)/Alq₃：Rhodamine B(3 nm)/Alq₃(30 nm)/Liq(5 nm)/Al(30 nm)。研究发现Rhodamine B的掺杂浓度对该器件的发光亮度和发光效率有较大影响。当Rhodamine B的掺杂浓度为1.5 wt％时, 得到了最大电流效率1.526 cd·A-1,最大发光亮度1 309 cd·m-2的黄光有机电致发光器件。由器件的电致光谱曲线,可以看到在发光层之间存在着Alq₃向RhB传递能量的过程。由于量子阱的斯托克斯效应与RhB染料分子间的自极化作用,随着掺杂浓度的增加,λ_max出现明显红移。     

含CsPbBr_3钙钛矿量子点的硅酸盐基氟氧化物玻璃陶瓷的制备及其发光性能

采用热处理烧结方法制备了含CsPbBr_3钙钛矿量子点的硅酸盐基氟氧化物玻璃陶瓷(SiO_2-Al_2O_3-Li_2O-AlF_3-LiF)。通过X射线衍射分析了玻璃的自析晶现象与量子点生长之间的关系;TEM透射电镜分析了量子点的形貌特征;荧光光谱、吸收光谱和CIE色坐标等表征分析了量子点的发光特性。结果表明,最佳条件制备得到的含CsPbBr_3量子点的玻璃陶瓷材料可实现512 nm强绿光发射,半峰宽22.80 nm。将该玻璃陶瓷与365 nm紫外芯片封装构建绿光发光二极管(LED),有望替代绿色荧光粉成为新型固体发光领域的关键材料。     

氧化锌锡作为电子传输层的量子点发光二极管

本文研究了以胶状量子点作为发光层和有机/无机混合材料作 为电子-空穴传输层的电致发光二极管器件. CdSe 量子点以薄膜的形式夹在无机氧化锌锡电子传输层和有机TPD空穴传输层中间构成三明治结构. 氧化锌锡电子传输层采用磁控溅射实现, 有机TPD空穴传输层和量子点发光层则采用旋涂的方法制备, 得到的QD-LEDs器件结构界面陡峭、表面平整. 光电特性表征结果显示器件的电致发光具有良好的单色性、低的开启电压, 利 用具有高电子迁移率和低载流子浓度的无机氧化锌锡薄膜作为电子传输层可 以实现器件在大气环境下稳定、明亮的电致发光. 本文分析了器件的工作机理并通过改变氧化锌锡的电导率达到控制器件中电子和空穴的注入比的目的, 优化了器件的光电性能. 关键词： 量子点 氧化锌锡 电致发光 电子传输层