20世紀(jì)以來(lái),半導(dǎo)體量子點(diǎn)顯示器相比有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）具有更獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)而倍受青睞,包括窄的半峰寬,尺寸可調(diào)的發(fā)射波長(zhǎng),非常高的熒光量子產(chǎn)率（PLQY）,不錯(cuò)的光穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,等等。因此,具有簡(jiǎn)化的器件結(jié)構(gòu),短響應(yīng)時(shí)間,低功耗,高對(duì)比度和寬視角的量子點(diǎn)發(fā)光二極管（QLED）已被認(rèn)為是下一代顯示器。傳統(tǒng)合成CsPbBr₃量子點(diǎn)的方法大多是使用油胺與油酸作為配體,然而這些配體的導(dǎo)電性不好,勢(shì)必會(huì)影響QLED的效率,所以尋找一種新的配體代替這些不導(dǎo)電的配體至關(guān)重要。而鈣鈦礦體材料成膜性較差,通常它的薄膜有較大的孔洞與缺陷態(tài),不利于電子與空穴的復(fù)合,所以只有解決體材料薄膜形貌問(wèn)題才能提高鈣鈦礦發(fā)光二極管（Pe LED）的性能。本課題首先制備CsPbBr₃鈣鈦礦量子點(diǎn)溶液,使用高溫合成與室溫合成兩種方法對(duì)其性能進(jìn)行對(duì)比,經(jīng)過(guò)比較我們決定使用光學(xué)性能更佳的室溫合成法合成的量子點(diǎn)。然后我們用三種不同的空穴傳輸層PVK（聚乙烯咔唑）、poly-TPD（4-丁基-N,N-二苯基苯胺均聚物）、PTAA（聚[雙（4-苯基）（2,4,6-三甲基苯基）胺]）... 

【文章來(lái)源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

CsPbX3材料與器件結(jié)構(gòu)展示[6,9]

1.2全無(wú)機(jī)鈣鈦礦CsPbX3的結(jié)構(gòu)與光學(xué)性質(zhì)1.2.1鈣鈦礦的單個(gè)晶胞結(jié)構(gòu)上文說(shuō)到鈣鈦礦一般具有ABX3這樣典型的化學(xué)結(jié)構(gòu)，如圖1.2所示，鉛鹵鈣鈦礦單個(gè)晶胞是一個(gè)以鉛原子為中心的立方晶體結(jié)構(gòu)，其中A可以是有機(jī)分子(比如CH3NH3+和CH(NH2)2+等)也可以為無(wú)機(jī)物（如Cs+、Sn2+、Cd2+、Zn2+離子等），分布在立方體的八個(gè)頂角上；B為Pb2+離子，在晶胞的中心處；X為I，Br或Cl鹵素元素，如圖所示分布在正方體的六個(gè)面的中心處。根據(jù)A離子是否含有有機(jī)成分通�？梢园砚}鈦礦化分為有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦與全無(wú)機(jī)鈣鈦礦。圖1.2CsPbX3鈣鈦礦單個(gè)晶胞結(jié)構(gòu)展示[10]Figure1.2StructureofasingleunitcellofCsPbX3perovskite1.2.2鈣鈦礦的4種形態(tài)根據(jù)鈣鈦礦晶體生長(zhǎng)形態(tài)與尺寸的不同，通常將CsPbX3鈣鈦礦材料分為4種常見(jiàn)的形態(tài)，如圖1.3所示分別為（a）：零維的量子點(diǎn)材料，（b）：一維的納米線材料，（c）：二維的納米片材料與（d）：三維的體材料。對(duì)于量子點(diǎn)材料來(lái)說(shuō)，一般它的晶體尺寸小于20nm，也就是說(shuō)它自身的粒徑小于激子波爾半徑，具有很明顯的量子效應(yīng)，再加上他的尺寸非常小，所以我們習(xí)慣稱(chēng)它為量子點(diǎn)零維材料，對(duì)于三維體材料來(lái)說(shuō)，它的結(jié)晶體厚度一般超過(guò)100nm，沒(méi)有量子效應(yīng)，由于結(jié)晶體較厚我們習(xí)慣叫它體材料。迄今為止，研究者們已經(jīng)開(kāi)發(fā)許多方法（例如：熱注射，陰離子交換，室溫再沉淀，超聲處理）用于合成不同形態(tài)的CsPbX3鈣鈦礦材料，CsPbX3鈣鈦礦晶體的尺寸大小與鈣鈦礦的光學(xué)特性直接相關(guān)，為了有效地獲得可調(diào)光譜的鈣鈦礦材料，研究者們希望鈣鈦礦的尺寸與形態(tài)具有高度的可調(diào)與可控性。鈣鈦礦的形態(tài)生長(zhǎng)受到合成溫度與配體量的嚴(yán)格控制，配體主要是一些有機(jī)分子鏈，通常有油酸，油胺等常見(jiàn)配體，這種鏈狀結(jié)構(gòu)的配體可?

響器件的壽命與性能。另一方面不同的合成溫度可以控制鈣鈦礦晶體的生長(zhǎng)方向，如CsPbBr3在88℃的環(huán)境下從正交晶系轉(zhuǎn)到了四方晶系，超過(guò)130℃時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)為立方晶系。通過(guò)調(diào)節(jié)合成溫度與配體的使用量可以讓鈣鈦礦改變生長(zhǎng)形態(tài)與晶體尺寸大小，當(dāng)量子點(diǎn)零維材料只向某一維度生長(zhǎng)時(shí)，就會(huì)形成納米線一維材料，向兩個(gè)維度生長(zhǎng)就會(huì)產(chǎn)生納米片二維材料，如果向三個(gè)維度生長(zhǎng)結(jié)晶就會(huì)產(chǎn)生三維體材料。本文主要研究CsPbBr3量子點(diǎn)材料與體材料兩種形態(tài)下的PeLED器件性能，通過(guò)優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)與改善鈣鈦礦發(fā)光層形貌使得器件性能得以提升。圖1.3CsPbX3鈣鈦礦的4種形態(tài)展示Figure1.3ThefourmorphologiesofCsPbX3perovskite1.2.3鈣鈦礦量子點(diǎn)的光學(xué)特性[35]上文說(shuō)到CsPbX3鈣鈦礦量子點(diǎn)具有光譜可調(diào)節(jié)這一優(yōu)異的特性，接下來(lái)我們介紹一下具體是怎樣操作的�，F(xiàn)在的研究者們主要使用兩種方法調(diào)節(jié)鈣鈦礦量子點(diǎn)的發(fā)射光譜峰位：一是合成不同晶體尺寸的鈣鈦礦量子點(diǎn)，量子點(diǎn)粒徑大小可以通過(guò)合成溫度的高低與配體的使用量來(lái)控制[35]，通常來(lái)說(shuō)，在合成鈣鈦礦量子點(diǎn)的過(guò)程中，使用的反應(yīng)溫度越高，添加的配體量越多鈣鈦礦量子點(diǎn)的尺寸就會(huì)越小，如圖1.4（a）所示，當(dāng)合成鈣鈦礦量子點(diǎn)的大小增加或減小時(shí)，該量子點(diǎn)的PL峰位就會(huì)移至更長(zhǎng)或更短的波長(zhǎng)一側(cè)。另一種方法是可以通過(guò)改變鹵素陰離子的元素組成來(lái)調(diào)節(jié)PL特性，如圖1.4（b）所示將Cl陰離子引入到CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)反應(yīng)體系后，制備了CsPb（Cl/Br）3納米晶體，隨著鈣鈦礦量子點(diǎn)中Cl陰離子含量的增加，PL峰會(huì)出現(xiàn)藍(lán)移現(xiàn)象，值得注意的是，Cl陰離子的添加不會(huì)影響量子點(diǎn)的結(jié)晶度、單分散性和形態(tài)。同理可得，I陰離子增加可以使CsPbBr3鈣鈦礦量子的PL峰產(chǎn)生紅移現(xiàn)象，值得注意的是，由于Cl離子與I離子的?


本文編號(hào)：3464399