非铅金属卤化物类钙钛矿发光材料研究进展

铅基卤化物钙钛矿发光材料因具有荧光量子产率高、发射光谱窄、发射波长可调等优异性能优势而备受关注。但金属铅的毒性和钙钛矿的稳定性是其未来在显示与照明领域实际应用中需要解决的问题。因此,探索与铅基卤化物钙钛矿光电性质相当、但更绿色环保的非铅金属卤化物类钙钛矿发光材料是势在必行的趋势。近年来,非铅金属卤化物类钙钛矿发光材料的研究取得了显著进展。本文总结了非铅金属卤化物类钙钛矿材料的晶体结构、制备方法和发光机理。归纳了影响非铅金属卤化物类钙钛矿光电性能的因素,并列举了在光致和电致发光器件领域的应用。最后,就如何进一步提升非铅金属卤化物钙钛矿发光材料的性能做了总结和展望。     

稀土掺杂铅卤钙钛矿发光、光电材料与器件研究进展

铅卤化物钙钛矿作为一类新兴的光电子材料表现出了卓越的光学、电学性能,在太阳能电池、发光二极管、光电探测器以及激光等领域产生了广泛而重要的应用,引起万众瞩目。稀土是元素周期表里一类特殊材料,从57号到71号元素,具有4fⁿ和4f^n-15d电子组态。如果将稀土和钙钛矿材料以及器件相结合,会孕育出怎样的新生儿呢？本文旨在结合作者在相关领域开展的工作及取得的经验,简单梳理该领域近年来取得的进展,剖析未来所面临的问题和挑战。本文不以总结纷繁复杂的个性化现象为要扼,而以探讨具有普遍意义的共性问题为宗旨。在资料选取上,或许失之偏颇,有严重的“王婆卖瓜”之嫌,请读者慎思明辨。     

基于金属卤化物钙钛矿材料的高效发光二极管

金属卤化物钙钛矿半导体既在光伏器件研究中获得巨大进展,又在发光应用中体现出明显优势。金属卤化物钙钛矿半导体的荧光转化效率高、发光峰形窄、发射光谱可调控并可覆盖整个可见光范围,从而使得该类材料所制备的发光二极管有望满足下一代显示技术应用的性能要求。文章在简要叙述发光二极管基本原理的基础上,分别介绍了钙钛矿材料的结构和荧光特性、钙钛矿发光二极管的电致发光特性,以及钙钛矿发光二极管进入实际应用所必须解决的器件寿命、离子迁移和光谱不稳定性等主要技术问题,最后讨论了钙钛矿发光技术所面临的机遇和挑战。     

金属卤化物钙钛矿纳米光电材料的研究进展

金属卤化物钙钛矿广泛应用于太阳能电池、发光二极管和纳米激光器等领域,引起了科学家们极大的兴趣.纳米材料由于具有量子约束和较强的各项异性,表现出与普通块体材料不同的光学和电学性质.金属卤化物钙钛矿纳米材料具有可调节带隙、高量子效率、强的光致发光、量子约束效应和长的载流子寿命等优点,并且其成本低、储量丰富、易于合成多种化合物,有很广阔的光电应用前景.但另一方面,钙钛矿由于表面存在陷阱缺陷状态以及晶体边界导致稳定性较差,环境中的水、氧气、紫外线和温度等因素会使其光电性能大幅度降低.本文介绍量子点、纳米线、纳米片钙钛矿纳米材料的合成与生长机制,并且讨论其新奇的光电性能及在各种光电设备中的应用.最后总结了钙钛矿材料新出现的挑战并讨论了下一代金属卤化物钙钛矿光电设备应用.     

金属卤化物钙钛矿光催化材料研究进展

发展绿色、环保、可持续的化学过程是当今环境、能源、化学学科面临的重大挑战。太阳能驱动光催化实现化学燃料制备、降解环境污染物、高附加值产物转化是解决目前面临的能源和环境问题的一条有效途径。近年来,金属卤化物钙钛矿材料作为一种新型高效的光催化材料受到了广泛关注。本文系统地阐述了金属卤化物钙钛矿材料在光催化析氢、光催化CO₂还原和光催化有机物转化中的研究进展,讨论了金属卤化物钙钛矿的光催化作用机理和面临的困难,最后对金属卤化物钙钛矿光催化材料的发展方向进行了分析和展望。     

蓝光钙钛矿发光二极管:从材料制备到器件优化

金属卤化物钙钛矿材料凭借其低成本、高色彩饱和度、高荧光量子产率、可调的发光波长和溶液加工等特点,在下一代平板显示和固体照明领域极具应用前景。得益于对钙钛矿材料的设计、器件结构的优化和发光机理的深刻认识,自2014年首次观察到室温下的钙钛矿电致发光现象以来,绿光、红光和近红外钙钛矿电致发光二极管(PeLED)的外量子效率(EQE)目前已迅速突破了20%。然而,作为三基色之一的蓝光PeLED发展较为缓慢,这严重制约了全彩色PeLED的发展。最近一年来,蓝光PeLED的效率增长显著,EQE已经超过10%。本文总结了蓝光钙钛矿材料的制备和器件结构的优化,并对未来蓝光PeLED发展方向和所面临的问题进行了讨论,以期促进蓝光PeLED的发展。     

次磷酸增强的准二维钙钛矿天蓝色发光器件

提高蓝光器件的性能是钙钛矿发光器件实用化进程中亟待解决的问题。本文研究了次磷酸添加剂对混卤素二元长链胺准二维钙钛矿材料形貌、结晶性和光物理特性的影响。结果表明:次磷酸添加剂能改善钙钛矿薄膜的结晶性,促进发光相的形成,有效钝化缺陷和促进电荷传输。制备的准二维钙钛矿天蓝色发光器件的最大外量子效率为7.9%,最大亮度为7300 cd/m²,分别约为未添加次磷酸器件的4.2倍和2.9倍,同时器件的驱动稳定性也有一定程度的提高。     

低价稀土卤化物相图和高效率发光材料的研制与开发

本文介绍了REX2-AX二元体系低价化合物相图研究及其对合成三元低价稀土卤化物的指导作用。根据Kutscher的阴阳离子库仑引力的经验规律，对REI2-AX体系相图初步进行了分类，并确定了生成化合物的K值界限。对相图上存在的化合物的性质、价态和结构进行了研究、开发与应用。实验证明，低价稀土碘化物具有很好的发光特性，是高效率的发光材料，而且有些低价稀土碘化物具有优良的导电性。     

以硫氰酸亚铜作为空穴注入层的钙钛矿发光器件

同有机电荷注入材料相比,无机电荷注入材料具有许多优良的性质,包括高载流子迁移率、良好的稳定性、制备简单和成本低廉等,其在光电器件中的应用备受瞩目。本文采用硫氰酸亚铜(CuSCN)作为有机金属卤化物钙钛矿发光器件的空穴注入层,研究了在其上涂敷钙钛矿薄膜的形貌、晶体结构和光物理性质,并与在普遍采用的导电聚合物空穴注入层上制备钙钛矿薄膜的特性进行了比较。实验结果表明,CuSCN对钙钛矿发光具有显著的猝灭作用,在CuSCN与钙钛矿层之间加入有机间隔层能够明显提高钙钛矿薄膜的发光强度。在此基础上制备了以CuSCN作为空穴注入层的发光器件,器件的最大发光效率为11.7 cd/A,较采用导电聚合物作为空穴注入层器件的效率提高了近3倍,并且器件驱动稳定性也有一定程度的提高。     

超薄发光层结构的荧光型白光有机发光器件

使用蓝、绿、红超薄发光层结构来制备荧光型非掺杂白光器件,其器件结构为ITO/MoO3(5 nm)/TCTA(40 nm)/C545T(1 nm)/TCTA(2 nm)/BePP2(1 nm)/Bphen(2 nm)/DCJTB(1 nm)/Bphen(30 nm)/LiF(1nm)/Al(1 000 nm).白光器件的最大发光亮度和电流效率分别为16 154.73 cd/m2和11.58 cd/A.在电压为7V时,器件的色坐标为(0.322 2,0.335 1),而且色坐标在大的电压变化范围内的变化值仅为(0.017 4,0.002 9).与掺杂结构的白光器件相比,超薄发光层结构的白光器件拥有高的电流效率和稳定的电致发光光谱,原因是超薄发光层结构的载流子捕获效应能使激子有效限制在复合区域内.     

包含Mn2+离子的钙钛矿材料:合成、发光性质与应用(英文)

锰离子是发光材料家族中最重要的激活剂离子之一。锰离子无论是作为掺杂离子还是作为基质材料,都可以提高卤化物钙钛矿的发光性能。但是合成的驱动力不同,发光稳定性也不同;由于结合能和形成能的改变,热稳定性和环境稳定性也随之改变。锰离子的发光机理相对清晰明了。基质的激子发射和瞬态光导致晶格缺陷引起的自陷态发射也可能参与锰离子的发光机制。在这篇综述中,我们将分析不同类型结构的锰掺杂卤化物钙钛矿和锰基卤化物钙钛矿的发光机理,重点是锰离子的掺杂驱动力和掺杂策略。     

钙钛矿CaSnO3:Pr3+磷光体的发光特性

采用高温固相法合成了一种Pr3 离子激活的钙钛矿结构氧化物CaSnO3磷光体.测定了该磷光体的XRD、光致发光光谱、长余辉发射光谱以及长余辉衰减曲线,研究了该磷光体的热释发光.研究结果表明,CaSnO3:Pr3 磷光体具有较好的长余辉特性,进一步深入研究有望开发出一种具有实用价值的新型长余辉发光材料.     

钙钛矿发光:多学科深度交叉融合EI北大核心CSCD

现代科学既高度分化又高度融合,多学科交叉极大地推动了科学的进步,不断孕育出新的研究范式和变革性科技。本文基于作者自身的研究经历,以钙钛矿发光器件的构筑和出光结构为切入点,阐述多学科深度交叉融合在钙钛矿发光的发展中所起的推动作用。     

掺锰钙钛矿系统在外磁场下的相变与热力学性质

本文用渗流模型研究T(La1-xBx)2/3Ca1/2MnO3系统由顺磁性向铁磁性转换过程中外磁场与转换温度的关系.在平均场理论中,电阻是外磁场和温度的函数.我们发现:当外加磁场不太强时,转化温度随着外磁场的增加而线性地增加.并计算了该系统的热容量.我们理论上的计算与最近的实验观察相当符合.     

MAPbBr3与MAPbBr3/(OA)2PbBr4核壳材料的尺寸效应和发光特性

利用配体辅助共沉淀法和超高速离心分别制得了3种不同尺寸的甲胺溴化铅MAPbBr3与核壳结构MAPbBr3/(OA)2PbBr4(辛胺溴化铅)纳米颗粒,并对其形貌结构和发光性能进行了表征.紫外-可见吸收光谱和室温荧光(PL)光谱测试表明,因量子局限效应,MAPbBr3与核壳结构MAPbBr3/(OA)2PbBr4纳米颗粒...