Mejora del rendimiento lumínico del perovskita inorgánico CsPbBr3 dopado con FA+ y su aplicación en diodos emisores de luz blanca

LIU Yuxin ,  

BIAN Ang ,  

摘要

Los materiales semiconductores de perovskita se consideran ampliamente con un gran potencial de aplicación en la próxima generación de dispositivos de pantalla emisora y fotovoltaicos debido a sus excelentes características de conversión optoelectrónica, banda prohibida ajustable, facilidad de preparación y bajo costo. Los puntos cuánticos de perovskita inorgánica como CsPbBr3, debido a sus propiedades de emisión únicas, se han convertido en el foco de investigación en el campo de la fotoluminiscencia de perovskita. Sin embargo, su rendimiento lumínico y estabilidad ambiental aún tienen ciertas limitaciones. En este artículo, mediante una estrategia de dopaje de cationes orgánicos combinada con técnicas de espectroscopía estacionaria y transitoria, se estudió sistemáticamente la optimización del rendimiento óptico y la estabilidad del perovskita completamente inorgánico CsPbBr3 dopado con ion formamidinio (FA+). Los resultados mostraron que el dopaje con FA+ mejoró significativamente el rendimiento lumínico de CsPbBr3, con la máxima intensidad de fotoluminiscencia alcanzada al 20% de proporción de FA+, aproximadamente 2.8 veces mayor que antes del dopaje. Combinando análisis de espectroscopía fluorescente a diferentes temperaturas, se determinó que la energía de enlace de excitón de Cs0.8FA0.2PbBr3 es de 47.1 meV. El dopaje FA+ redujo la energía del fotón óptico longitudinal de CsPbBr3, lo que ayudó a disminuir la tasa de transición no radiativa y mejorar el rendimiento cuántico de emisión. El análisis espectroscópico transitorio indicó que después del dopaje con FA+ en CsPbBr3, la relajación de excitones térmicos dentro de la banda y la recombinación no radiativa se ralentizaron, aumentando la vida media de la fluorescencia de 13.68 ns a 19.56 ns, y prolongando la vida útil del excitón de 774.1 ps a 1319.2 ps. El diodo emisor de luz basado en los puntos cuánticos Cs0.8FA0.2PbBr3 preparados mostró una emisión luminosa estable y una luz blanca ideal con coordenadas cromáticas (0.3784, 0.3163). Los resultados confirman la viabilidad de regular las propiedades ópticas de los puntos cuánticos CsPbBr3 mediante dopaje con ion formamidinio, proporcionando orientación para el diseño y aplicación de LED de luz blanca.

关键词

perovskita híbrida orgánico-inorgánica;dopaje con ion formamidinio;espectroscopía fluorescente;espectroscopía transitoria;LED blanco

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