由于吸收截面大,發(fā)射峰窄,顏色純度高等優(yōu)異的光學(xué)性能,量子點(diǎn)已經(jīng)被認(rèn)為是目前優(yōu)秀的“發(fā)光材料”。最近幾年,鹵代鉛鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率突破20%,而且一直在刷新紀(jì)錄。結(jié)合了鈣鈦礦和量子點(diǎn)優(yōu)勢,鹵代鉛鈣鈦礦量子點(diǎn)已經(jīng)逐漸受到國內(nèi)外研究者的關(guān)注�？上У氖�,由于離子型晶體的鈣鈦礦材料不管是塊狀結(jié)構(gòu),二維納米片和納米線或者零維的量子點(diǎn)上,穩(wěn)定性能極差。晶體結(jié)構(gòu)先天性的對極性溶劑和氧氣敏感。這將會嚴(yán)重影響圍繞鈣鈦礦量子點(diǎn)為核心的光電器件。本文從第三章到第五章探究如何提高鈣鈦礦量子點(diǎn)的穩(wěn)定性,和其電致發(fā)光二極管的性能。第三章中,我們比較了乙腈(ACN)和甲苯這對溶劑和傳統(tǒng)的室溫合成鈣鈦礦納米晶使用的二甲基亞砜(DMOS)和甲苯溶劑。我們發(fā)現(xiàn),使用了乙腈和甲苯合成的鈣鈦礦量子點(diǎn)的能再長達(dá)數(shù)月中保持其穩(wěn)定性和優(yōu)異的光學(xué)性能。通過這種新的合成策略制備出了全光譜FAPbX_3(X=Cl,Br,I,Cl和Br的比例混合或者Br和I的比例混合),并將熒光產(chǎn)率最高的88%的FAPbBr_3納米晶作為發(fā)光層制備了電致發(fā)光二極管。這種電致發(fā)光二極管的最高器件外量子效率為2.8%,最大熒光為403 cd/m~2。第四章中我們也采用了結(jié)晶性較好,單分散好的熱注入法來合成的FAPbBr_3量子點(diǎn)。但是使用傳統(tǒng)的室溫液態(tài)狀態(tài)的配體的配體(OA)油酸和油胺(OAM)制備的鈣鈦礦量子點(diǎn)原始溶液中,量子點(diǎn)表面的配體和自由配體容易發(fā)生動(dòng)態(tài)的交換過程。這種動(dòng)態(tài)的交換容易隨著環(huán)境的變化而導(dǎo)致動(dòng)態(tài)平衡移動(dòng),從而導(dǎo)致大量的量子點(diǎn)表面的配體脫落,最后團(tuán)聚沉淀。針對這一現(xiàn)象,我們使采用了相對較高的熔點(diǎn)的配體十八胺(ODA)和硬脂酸(SA)作為配體,合成的后的鈣鈦礦量子點(diǎn)整體被凝固起來,阻止了量子點(diǎn)表面的配體與溶劑中自由配體動(dòng)態(tài)交換過程。這種初始產(chǎn)物能夠在隨后幾個(gè)月中依然保持晶體的穩(wěn)定性和光學(xué)性能。這種采用高熔點(diǎn)配體合成結(jié)晶性高,單分散好的鈣鈦礦量子點(diǎn)的方法給儲存鈣鈦礦量子點(diǎn)提供了一種全新的思路。同時(shí)我們使用提純后的鈣鈦礦量子點(diǎn)制備了高性能的電致發(fā)光二極管。并且比較了PVK和TFB兩種不同的空穴傳輸層分別在鈣鈦礦量子點(diǎn)電致發(fā)光二極管的性能。其中TFB作為空穴傳輸層的器件外量子器件效率為3.02%,發(fā)光強(qiáng)度為3124 cd/m~2,PVK作為空穴傳輸層的器件的外量子效率為4.08%,發(fā)光強(qiáng)度為4752 cd/m~2。這樣的外量子效率和發(fā)光強(qiáng)度超過了大多數(shù)的文獻(xiàn)報(bào)道。第五章中,我們發(fā)展一種采用強(qiáng)配位的有機(jī)膦(TBP)作為配體,來合成的含碘的鈣鈦礦量子點(diǎn)。我們以CsPbI_3為研究對象,探究了TBP作為配體合成的TBP-CsPbI_3量子點(diǎn)的溶液光學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性,量子點(diǎn)薄膜的穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)證明了,使用強(qiáng)配位的有機(jī)磷做配體,含碘的鈣鈦礦納米晶能夠維持至少30天的穩(wěn)定性能。并且分別比較了傳統(tǒng)配體合成的鈣鈦礦量子點(diǎn)OAM-CsPb I_3和TBP-CsPbI_3作為發(fā)光層的PQLED的性能。TBP-CsPbI_3量子點(diǎn)作為發(fā)光層的PQLED的外量子效率(2.000%)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于OAM-CsPbI_3為發(fā)光層的PQLED(0.198%)。
【學(xué)位單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN383.1
【部分圖文】：

圖 1-1（a）半導(dǎo)體材料的能態(tài)密度和維度的關(guān)系； (b)半導(dǎo)體材料的能級與尺寸的關(guān)系1.2.2 量子點(diǎn)的表面效應(yīng)對于納米材料而言，表面永遠(yuǎn)是關(guān)注的重點(diǎn)，因?yàn)楸砻嫘?yīng)是導(dǎo)致納米材料域域體相材料不同的一個(gè)重大因素。由于量子點(diǎn)體積較小，而比表面積很大，是導(dǎo)致量子點(diǎn)的不穩(wěn)定性的一個(gè)主要原因。再加上量子點(diǎn)在生長過程中，晶體的的表面往往無法精確控制，產(chǎn)生了表面的晶格缺陷，如表面懸掛鍵，會雪上加霜地影響納米晶的穩(wěn)定性，甚至光學(xué)性能。對于體相材料而言，半導(dǎo)體的激子波爾半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于材料尺寸，因此，激子遠(yuǎn)離體相晶體表面，不會受到晶體的表面缺陷影響[3]。但是，量子點(diǎn)的尺寸越小，激子的波爾半徑大于量子點(diǎn)的尺寸，激子和晶體表面相互接觸和影響，導(dǎo)致電子和空穴不能正常復(fù)合發(fā)射光子，甚至湮滅。這種狀況，對光致發(fā)光二極管和電致發(fā)光二極管等一些光電器件影響巨大。1.2.3 量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)

因?yàn)樗苯訉?dǎo)致了量子點(diǎn)的禁帶寬度不同，我們以最為成熟的 CdSe 為例體相 CdSe 的禁帶寬度較小，發(fā)光在近紅外（710 nm）。隨著其尺寸變小到某個(gè)范圍的時(shí)候，量子點(diǎn)的尺寸效應(yīng)占據(jù)主導(dǎo)，禁帶寬度逐漸變大，激子復(fù)合發(fā)光可以的顏色也會慢慢藍(lán)移。當(dāng) CdSe 的尺寸從 8 納米減小到 2 納米，它的發(fā)射光顏色可以從紅光逐漸變成藍(lán)光（圖 1-2 所示）[1]。同時(shí)，量子點(diǎn)的表面也是影響量子點(diǎn)的光學(xué)性能的一個(gè)重要因素。眾所周知，當(dāng)量子點(diǎn)尺寸變小，表面效應(yīng)逐漸占據(jù)影響量子點(diǎn)性質(zhì)的主要原因。如上節(jié)所說，當(dāng)量子點(diǎn)的比表面增大，缺陷就會變多。如果量子點(diǎn)表面存在缺陷，那勢必會引入缺陷態(tài)能級。當(dāng)缺陷能級比激子能級低的時(shí)候，缺陷能級就可能捕獲電子或空穴，然后激子通過缺陷態(tài)復(fù)合，能量以光或熱的形式放出[5]。這樣，在同一個(gè)量子點(diǎn)上，激子就有不同的復(fù)合通道，也可以說有不同的激子態(tài)[6]。因?yàn)槿毕輵B(tài)的發(fā)光效率往往很低，而且缺陷發(fā)光與激子正常復(fù)合后發(fā)出的光能量往往不同。因此，提高量子點(diǎn)的發(fā)光性能，那么，消除表面缺陷是合成高質(zhì)量量子點(diǎn)和修飾不同應(yīng)用量子點(diǎn)的關(guān)鍵[3]。(a) (b)

南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章 緒 論法合成了結(jié)晶性好，接近單分散的 CdS，CdSe 等量子點(diǎn)。這種方法是利用了將反應(yīng)的前驅(qū)體在高溫下注入，使其快速形成晶核，然后在相對較低的溫度下進(jìn)行生長。這種熱注入法將晶體成核和生長分開，有利于尺寸分布的控制。不管從尺寸
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 高遠(yuǎn);硒化鎘量子點(diǎn)缺陷和激發(fā)態(tài)研究[D];浙江大學(xué);2016年

2 濮超丹;復(fù)雜結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的缺陷態(tài)的調(diào)控[D];浙江大學(xué);2016年

3 牛原;核殼量子點(diǎn)激子態(tài)的合成控制[D];浙江大學(xué);2014年

本文編號：2837894