【原】Sn型有機金屬鹵化物鈣鈦礦薄膜/聚合物/鈣鈦礦太陽能電池/金屬鹵素鈣鈦礦發(fā)光材料

齊岳生物在線 2021-03-05

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利用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察PQD紙的表面形貌，可以發(fā)現(xiàn)纏繞的CNC結(jié)構(gòu)(圖1b),。圖1c使用透射電鏡(TEM)觀察PQDs,。發(fā)現(xiàn)PQDs的尺寸約為3-8nm，這可提供強大的量子限域效應并增強鈣鈦礦的光發(fā)射,。CH3NH3PbBr3PQD紙和純CNC紙的XRD圖譜如圖1d所示,，兩種樣品在23°時都表現(xiàn)出很強的衍射峰，這是由CNC材料造成的,；而PQD紙在15°,、30°和34°出現(xiàn)其他的峰，分別對應著CH3NH3PbBrQDs的(001),、(200)和(210)晶面,，這證實了紙張中PQDs的高純度。圖1e為CH3NH3PbBr3PQD紙的光致發(fā)光(PL)和紫外可見(UV-vis)吸收光譜,，可以看出,，PQD紙顯示出明亮的綠色PL發(fā)射，FWHM為28 nm,，峰值波長為518 nm,，與PQD紙的強吸收邊緣截斷相對應。圖1e中的插圖是PQD紙在有和沒有UV激發(fā)的情況下的光學圖像,，說明在正常和PL條件下,，其色彩均勻性都良好,。

圖2：PQD紙基白光LED的制作和EL性能：a) PQD紙基LED制作工藝示意圖，b)KSF與硅膠封裝后的LED照片,，c)完成的PQD紙質(zhì)LED,，d) LED發(fā)光演示，e)不同驅(qū)動電流下PQD紙基LED的EL譜,，f)NTSC標準,、Rec.2020標準和PQD紙基LED色域的CIE圖，g) PQD紙基LED的電流相關(guān)發(fā)光效率和光通量,，h)連續(xù)運行時LED器件的時變光通量,。

使用PQD紙作為白色LED的顏色轉(zhuǎn)換器，其LED的制作過程如圖2a所示,。接下來,，將KSF的紅色熒光粉與硅樹脂混合，并將混合后的混合物調(diào)配(圖2b),。在固化1小時后,，將PQD紙貼在包裝袋的頂部作為綠色變色器，進而得到白色LED(圖2c,d),。圖2 e揭示了不同驅(qū)動電流（5-60 mA）下PQD紙基器件的電致發(fā)光譜圖（EL）,，可以看到藍色LED芯片、綠色PQD紙和紅色KSF的三個主峰分別位于452,、518和630 nm處,。圖2f為基于PQD紙的LED色域，該色域占了NTSC標準的123%和下一代8K4K顯示器較重要的顏色標準Rec. 2020的92%,。在連續(xù)運行240 h后,，光通量僅下降12.4%(圖2h)，表明基于PQD紙的LED具有良好的穩(wěn)定性,。

圖3：PQD紙基LED與其它報道的LED的器件性能比較：A) QDs的發(fā)光效率,、色域性能和b)工作耐久性。

圖3a總結(jié)了文獻和本文中報道的變流器型QD發(fā)光二極管的發(fā)光效率和色域性能,。在非鈣鈦礦QD LED中,，液相CdSe QDs的發(fā)光效率較高，為64 lm W?1,。然而,，由于綠色CdSe QDs的PL波長(≈550 nm)比理想的綠色波長(≈525 nm)要長，因此基于CdSe QDs的LED不利于獲得較寬的色域,。同時,，由于PQDs的熱穩(wěn)定性差，大多數(shù)PQD基LED的效率低于70 lm W?1,。而在該工作中,，PQD紙使LED發(fā)光效率提高到124 lm W?1,，色域達到NTSC標準的123%。較重要的是,，該LED具有240小時的長壽命,，比其他基于PDQ的白色LED的壽命要長得多(圖3b)。