1、钙钛矿(CsPbX3)量子点的合成与研究,汇报人:陈小鹏,目录,背景&意义,传统的-族量子点(CdSe、InP、InAs等)的发光强烈地依赖于其量子限域效应,发光位置会随着量子点尺寸的改变而改变,这通常导致发射谱宽化。极大的比表面积使表面陷阱状态密度很高,为提高其量子产率,通常需要对其进行包壳处理。 由于发光特性依赖量子点尺寸,传统的-族量子点的合成的重复性并不高,很难获得具有相同尺寸分布。 发光位置会随着温度的改变而改变。 硒化镉等具有很强刺激性。接触可引起恶心、头痛和呕吐。,传统量子点,CsPbX3(X=Cl、Br、I)量子点克服了传统的-族量子点的上述缺陷。 CsPbX3量子点的量子限域
2、效应相对较弱,尺寸的不均一性和表面陷阱状态不会对其发光性质有较大的影响,因此 CsPbX3量子点不需要包壳便可获得超过 90%的量子产率。 在 25-100下量子点的发光位置不会发生改变。 无机钙钛矿是一种具有高产率、高单分散性、宽发射谱范围、发射光谱可调、短荧光寿命、低制备成本等优点的纳米材料。,在LED、光电探测器、太阳能电池、量子点激光器等器件上具有广阔的应用前景。,合成方法,热注入法,过饱和结晶,2016年南京理工大学曾海波团队发表在Adv. Funct. Mater. DOI: 10.1002/adfm.201600109首次提出利用过饱和结晶的方法获得了高质量的CsPbX3量子点并
3、研究了其在WLED上的应用。,微波法,DOI:10.1039/c7cc0486a,离子交换法,Chem. Eur. J. 2018, 24, 1898 1904,CsPbBr3+3I-= CsPbI3+3Br-,改进(掺杂),实质:通过加入Mn(或其它稀土金属)源取代CsPbX3中的一部分Pb,达到调节颜色的目的。,DOI: 10.1021/jacs.7b04000 J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 1144311450,DOI:10.1021/acs.nanolett.6b02772 Nano Lett. 2016, 16, 73767380,难题&应用,存在的问题CsPbX3稳定性非常差,暴露在空气中很容易被氧化。CsPbX3非常怕水,暴露在含水的氛围中会失去活性。文献表明,当把CsPbX3体积做大(例如薄膜)时,其量子产率 会从90%降至20%,这也限制了CsPbX3在实际生产中的应用。,应用,钙钛矿量子点在包括LED、光电探测器、量子点激光器、太阳能电池等功能器件上具有极高的应用价值。以 CsPbBr3量子点作为发光层的电致发光 LED 的效率已突破5.7%。以钙钛矿材料作为光吸收层的太阳能电池的光转化效率已超过 20%。钙钛矿半导体在光电探测器、激光器等光电器件上也得到了大量的实际应用。,谢 谢!,