高效率钙钛矿量子点发光二极管研究进展

钙钛矿量子点具有光致发光量子产率高、发光光谱可调、光谱宽度窄、缺陷容忍度高以及独特的量子限域效应等优点,因此成为研制新型高效率发光二极管(LED)的热门材料。本文介绍了近几年基于钙钛矿量子点LED的研究最新进展。首先,介绍了钙钛矿量子点独特的晶体结构及钙钛矿发光器件的工作原理。然后,阐述了合成高光致发光量子产率(PLQY)量子点的方法及提高钙钛矿量子点LED效率的若干方法。最后,分析了当前钙钛矿量子点LED所面临的挑战如不稳定性及毒性,以及可应用在显示和照明方面的高效率LED所展现的前景。本综述为研制更高效率以及更加安全的钙钛矿量子点发光器件提供了有益的见解。     

微通道反应器合成高质量的无机钙钛矿量子点及其LED应用

提出一种快速、高效合成高质量无机钙钛矿量子点（CsPbBr₃）的微通道反应器,通过调节前驱体的浓度和流速,可实现荧光光谱绿色至蓝色的转变,波长范围为515~464 nm。利用合成的绿色CsPbBr₃量子点和红色荧光粉制备薄膜,覆盖在蓝色LED芯片表面上,在20 mA的驱动电流下获得流明效率最高可达62.93 lm/W的白光。这种高效的白光LED展示出钙钛矿量子点在低成本显示、照明和光通信等应用领域中巨大的潜力。     

室温批量合成高质量无机钙钛矿量子点及其WLED应用

为克服在大批量合成无机钙钛矿量子点(Cs Pb Br₃)时出现的材料光学性能下降的问题,提出了一种改进的室温溶液工艺,通过加入HBr促进前驱体的分散溶解,同时引入路易斯酸配体部分取代油胺,实现量子点表面的缺陷态有效钝化,合成出高质量的Cs Pb Br₃量子点材料。实验测试结果表明,合成出的Cs Pb Br₃量子点荧光发射峰位于517 nm处,发射峰半高宽仅有17 nm,荧光量子效率高达95%。利用制备出的绿光Cs Pb Br₃量子点和商用红色荧光粉混合,和以Ga N为基底的蓝光芯片组装成一个白光LED器件,该器件在20 m A的工作电流下获得流明效率达48.35 lm/W的白光。这种高效白光LED展示出无机钙钛矿量子点在通用照明、背光显示和光通信等领域中具有很大的应用潜力。     

基于全无机钙钛矿量子点辐致荧光效应的同位素电池研究

辐致光伏效应同位素电池因其具有小型化、长寿命等特点,已被广泛研究。研究工作主要致力于提升同位素电池的输出性能。本研究选取全无机钙钛矿量子点作为荧光材料,利用其发射光可调的特性以匹配不同的后端光伏器件,调控优化后同位素电池的最大输出功率显著提升,可提高2.51～3.97倍。基于上述研究结果讨论了优化后端器件的适配性对于核探测和核医学成像等领域的应用价值和参考意义。     

量子点发光二极管稳定性提高策略

量子点发光二极管(QLEDs)由于具有独特的光电特性,可应用于照明和显示行业,其外量子效率(EQEs)正迅速接近商业化要求.然而,器件的稳定性和工作寿命仍然是QLEDs商业化应用面临的关键问题.本文将影响QLEDs寿命的主要因素分为功能层材料的稳定性和电荷注入不平衡两大方面,从提高量子点、电荷传输层(CTLs)的稳定性...     

基于聚合物-量子点共混的量子点发光二极管

在ITO玻璃上制备了ITO/poly(3,4-ethylene dioxythiophene)∶poly(styrene sulphonate)(PEDOT∶PASS)/poly(N,N-bis(4-butylphenyl)-N,N-bis(phenyl)benzidine(poly-TPD)/QD/1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)phenyl(TPBi)/Li F/Al结构的量子点发光二极管(QD-LED)。通过优化量子点的浓度,发现浓度为30 mg/m L时的器件性能最优,最大外量子效率(EQE)为0.83%,最大发光亮度为4 076 cd/m2。为了进一步提高QD-LED的发光效率,将QD掺入聚合物poly(N-vinylcarbazole)(PVK)和1,3-Bis(5-(4-(tert-butyl)phenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl)benzene(OXD-7)中,以使得注入的电子和空穴更加平衡,同时还有助于能量传递,降低QD团聚及修饰QD薄膜表面,减少激子猝灭效应等。为此,通过旋涂和蒸镀两步法制备ITO/PEDOT∶PASS/poly-TPD/(PVK∶OXD-7)∶QD/TPBi/Li F/Al结构的器件,改变(PVK∶OXD-7)∶QD比例(1∶1,1∶3,1∶5,0∶1),发现(PVK∶OXD-7)∶QD为1∶3时的QD-LED具有最优性能,最大EQE为1.97%,相当于非掺杂器件的2.3倍,并且发光峰没有发生偏移。     

量子点发光二极管取得重大突破

近日，浙江大学高新材料化学中心彭笑刚课题组和金一政课题组设计出一种新型的量子点发光二极管（QLED），其制备方法基于低成本、有潜力应用于大规模生产的溶液工艺，其综合性能则超越了已知的所有溶液工艺的红光器件，尤其是将使用亮度条件下的寿命推进到10万小时的实用水平。     

基于CsPbBr3钙钛矿量子点的高柔性绿光发光二极管

众所周知,柔性信息显示将在未来的光电应用中发挥重要作用。然而,由于电极材料和柔性衬底的选择有限,制备高效、稳定的柔性发光二极管仍然存在巨大的挑战。以光聚合物作为柔性衬底、CsPbBr3量子点作为发光层,成功地制备了柔性钙钛矿发光二极管。为了改善电子的注入和传输,采用Ag作阴极。结果表明,高柔性的钙钛矿发光二极管的最高亮度为10325 cd/m2且具有高色纯度(FWHM=19 nm)。此外,制备的钙钛矿发光二极管具有良好的柔性和机械延展性。在大约180°的弯曲角度下反复弯曲100次后,仍然保持着良好的器件性能。该研究为未来柔性显示器的应用奠定了研究基础。     

基于石墨烯-钙钛矿量子点场效应晶体管的光电探测器

以等离子增强化学气相沉积法制备的石墨烯作为导电沟道材料,将其与无机CsPbI_3钙钛矿量子点结合,设计并制备了石墨烯-钙钛矿量子点场效应晶体管光电探测器.研究和分析了石墨烯作为场效应晶体管的电学特性及其与钙钛矿量子点结合作为光电探测器的光电特性.结果表明,石墨烯在场效应晶体管中表现出良好的电学性质,其与钙钛矿量子点的结合对波长为400 nm的光辐射具有明显的光响应,在光强为12μW时器件光生电流最大为64μA,响应率达6.4 A·W~(-1),对应的光电导增益和探测率分别为3.7×10~4,6×10~7Jones(1 Jones=1 cm·Hz~(1/2)·W~(-1)).     

CuInS2纳米晶的制备和发光性质

以十二硫醇为溶剂,通过选择合适的金属源制备了各种尺寸的CuInS₂量子点。观察到随着粒子的尺寸减小,其吸收和发光光谱明显蓝移,存在明显的量子尺寸效应。通过在CuInS₂纳米晶表面包覆ZnS壳层,发现随着壳层厚度增加,其发光量子效率明显提高,最大达到了48%;继续增加壳层厚度,其发光量子效率反而降低。进一步测量它们的荧光寿命,发现包覆ZnS壳层后的CuInS₂纳米晶的荧光寿命明显增加,证实表面包覆明显减少其表面的无辐射复合中心,提高了其发光效率。进一步制备了CuInS₂/ZnS核壳量子点发光二极管,并对其电致发光性质进行了研究。     

铯铅溴量子点的合成与发光性质

通过改进的热注射法制备了铯铅溴量子点材料。制得的量子点属于立方相结构,形貌是纳米立方体形状,尺寸均匀,边长约为10 nm,分散良好,在空气中可稳定2个月以上。铯铅溴量子点有较宽的激发光谱和强烈的绿光发射峰,荧光呈双指数过程衰减,平均寿命为纳秒量级。所得的量子点胶体可以通过滴制或旋涂的方法制成均匀的薄膜,在太阳能电池、光电探测器、LED和激光等半导体光电领域都有潜在的应用。     

胶体量子点电致发光器件的研究进展

胶体量子点因其性质稳定、可溶液加工、发光颜色易于调节、色彩饱和度高等优点在固体照明、平板显示、红外通讯等领域引起人们高度关注.本文详细介绍了最近胶体量子点电致发光领域取得的重要进展,包括基于 II-VI 族(CdSe、CdTe、PbS、PbSe),III-V 族(InAs、InP),和 I-III-VI 族(CuInS、CuInSe)的量子点电致发光二极管.     

2018年5期 电子期刊

研究了不同Mn/Pb量比的Mn掺杂CsPbCl₃（Mn：CsPbCl₃）钙钛矿量子点的发光性质。Mn/Pb的量比增加引起的Mn²⁺发光峰的红移,被认为是来源于高浓度Mn²⁺掺杂下的Mn²⁺-Mn²⁺对。进一步研究了Mn：CsPbCl₃量子点的发光效率与Mn/Pb的量比之间的关系,发现随着量比达到5：1时,其发光效率明显下降。这种发光效率下降是由于Mn掺杂浓度引起的发光猝灭。Mn：CsPbCl₃量子点的变温发光光谱证实,随着温度的升高,Mn离子发光峰蓝移,线宽加宽,但其发光强度明显增加。     

High Color-Rendering Index and Stable White Light-Emitting Diodes Based on Highly Luminescent Quantum Dots

Solid-phase color converter-based quantum dots (QDs) white light-emitting diodes (WLEDs) have become promising next-generation solid-state light sources. However, the development of these WLEDs’ production still suffers from constraints involving insufficient color-rendering index (CRI), low color stability, and short operation lifetimes. Here, thick-shell Cd_0.05Zn_0.95S/CdSe/Cd_xZn_1–xS spherical quantum wells are developed with good color tunability from green to red regions and high photoluminescence quantum yield (up to 88% for green wavelengths). QDs with five emission colors are used to fabricate a series of WLEDs, which possess a good correlated color temperature tunability from warm (3210 K) to cool (22 000K) white light, and a high CRI Ra (>90). Specifically, the neutral white light device with Commission Internationale de l´Eclairage (CIE, International Commission on illumination) of (0.36, 0.36) and the standard white light device with CIE of (0.33, 0.33) achieve a CRI Ra up to 95.8 and 95.11, respectively, they also exhibit long operating life and great color stability. These results indicate that the improvement of the performance and stability of the WLED based on thick-shell spherical quantum wells is remarkable progress in the commercialization of QD-based solid-state lighting.     

ZnO@GQDs核壳结构量子点的制备及性能研究

采用原位聚合法制备了以ZnO量子点为核、石墨烯量子点(GQDs)为壳的ZnO@GQDs核壳结构量子点。通过TEM和HR-TEM对量子点进行形貌和结构的分析表征。结果表明,合成的ZnO@GQDs核壳结构量子点为球形,粒径为~7 nm,且尺寸均匀。PL光谱研究表明,新型量子点的发射峰位于369 nm,发光峰窄、强度高;相对于ZnO的本征发射峰,GQDs的引入使得ZnO@GQDs核壳量子点的荧光发射峰出现蓝移、强度变高,从而使复合量子点的荧光具有较纯的色度和较高的强度,说明GQDs的引入具有协同优化效应。该量子点有望应用于LED显示器件。     

ZnO@GQDs核壳结构量子点的制备及性能研究

采用原位聚合法制备了以ZnO量子点为核、石墨烯量子点（GQDs）为壳的ZnO@ GQDs核壳结构量子点。通过TEM和HR-TEM对量子点进行形貌和结构的分析表征。结果表明,合成的ZnO@ GQDs核壳结构量子点为球形,粒径为～7 nm,且尺寸均匀。PL光谱研究表明,新型量子点的发射峰位于369 nm,发光峰窄、强度高;相对于ZnO的本征发射峰,GQDs的引入使得ZnO@GQDs核壳量子点的荧光发射峰出现蓝移、强度变高,从而使复合量子点的荧光具有较纯的色度和较高的强度,说明GQDs的引入具有协同优化效应。该量子点有望应用于LED显示器件。