Регулирование короткоцепочечных лигандов для улучшения характеристик квантовых точек MAPbBr3 и применения в широкоугольных LED дисплеях

LI Gongming ,  

CAI Junhu ,  

LAI Wenzong ,  

CHEN Xiaogang ,  

ZHA Nan ,  

YE Yun ,  

XU Sheng ,  

GUO Tailiang ,  

CHEN Enguo ,  

摘要

Квантовые точки (Quantum dots), благодаря регулируемому размеру, высокой квантовой эффективности фотолюминесценции (PLQY) и широкому спектральному поглощению, демонстрируют выдающиеся оптические характеристики, что делает их идеальным материалом для цвето-конвертирующего слоя LED в устройствах с полноцветным широким цветовым охватом. Особенно перовскитные квантовые точки MAPbBr3 (PQDs) отличаются простой технологией синтеза и превосходными фотоэлектрическими свойствами, что делает их перспективным материалом для коммерческого применения. Однако после синтеза лиганды на поверхности MAPbBr3 PQDs легко отрываются, что приводит к увеличению плотности поверхностных дефектов и снижает стабильность в условиях воздействия воды и кислорода, что в свою очередь уменьшает PLQY. В данном исследовании предложена эффективная стратегия одностадийного синтеза MAPbBr3 PQDs с использованием технологии лигандно-ассистированного повторного осаждения (LARP) и инновационной замены традиционного олеинового (OA) лиганда на 2-гексилдецановую кислоту (DA), что позволило получить MAPbBr3 PQDs с отличной стабильностью и высокой PLQY при комнатной температуре. По сравнению с односвязным длинноцепочечным OA лигандом, двухцепочечный DA лиганд способен сформировать более прочные координационные связи с MAPbBr3 PQDs. Сильное взаимодействие между лигандами и PQDs способствует полному пассивированию кристаллических дефектов, снижая безызлучательные процессы и улучшая стабильность материала в окружающей среде. Таким образом, MAPbBr3 PQDs с модифицированными DA лигандами демонстрируют PLQY до 87.8% и повышенную стабильность в водно-кислородной среде. При комнатной температуре PL-пик MAPbBr3 PQDs с DA лигандами сохраняет 68.3% от первоначального уровня после двухнедельного хранения, тогда как PQDs с OA лигандами почти полностью теряют свечение. Далее зеленые MAPbBr3 PQDs с DA лигандами, красные CsPbBrI2 PQDs и синие CsPbCl1.5Br1.5 PQDs были покрыты полистиролом (PS) и сформированы в пленки, используемые вместо традиционного фосфора в цвето-конвертирующем слое светодиодов (LED), при этом достигнута цветовая гамма, равная 137.09% стандарта NTSC.

关键词

MAPbBr3 PQDs;лиганд DA;стабильность;широкий цветовой охват;LED

阅读全文