Control por ligandos cortos dobles para mejorar el rendimiento de puntos cuánticos MAPbBr3 y aplicaciones en pantallas LED de amplia gama de colores

LI Gongming ,  

CAI Junhu ,  

LAI Wenzong ,  

CHEN Xiaogang ,  

ZHA Nan ,  

YE Yun ,  

XU Sheng ,  

GUO Tailiang ,  

CHEN Enguo ,  

摘要

Los puntos cuánticos (Quantum dots), gracias a su tamaño ajustable, su excelente rendimiento cuántico de fotoluminiscencia (PLQY) y su amplia absorción espectral, muestran un rendimiento óptico sobresaliente, lo que los convierte en la opción ideal como material para la capa de conversión de color de LEDs en pantallas de gama amplia y a todo color. En particular, los puntos cuánticos de perovskita MAPbBr3 (PQDs) no solo son fáciles de preparar, sino que también poseen excelentes propiedades optoelectrónicas, por lo que se consideran materiales con gran potencial comercial. Sin embargo, los ligandos en la superficie de los MAPbBr3 PQDs tienden a desprenderse tras la síntesis, lo que conduce a un aumento de la densidad de estados defectuosos en la superficie, disminuyendo su estabilidad en condiciones de agua y oxígeno, y reduciendo aún más su PLQY. Este estudio propone una estrategia eficiente de síntesis en un solo paso para los MAPbBr3 PQDs: mediante la técnica de re-deposición asistida por ligandos (LARP), y reemplazando de manera innovadora los ligandos tradicionales de ácido oleico (OA) por ligandos de ácido 2-hexildecanoico (DA), se logró sintetizar MAPbBr3 PQDs con excelente estabilidad y alto PLQY a temperatura ambiente. En comparación con los ligandos OA de cadena larga simple, los ligandos DA de doble cadena corta pueden formar enlaces de coordinación más fuertes con los MAPbBr3 PQDs. La fuerte interacción entre los ligandos y los PQDs ayuda a una pasivación completa de los defectos en la red, lo que reduce los procesos no radiativos y mejora la estabilidad ambiental del material. Por lo tanto, los MAPbBr3 PQDs modificados con DA no solo muestran un PLQY de hasta el 87,8 %, sino que también exhiben una mayor estabilidad en ambientes acuosos y oxigenados. A temperatura ambiente, el pico PL de los MAPbBr3 PQDs modificados con ligandos DA se mantiene al 68,3 % después de dos semanas de almacenamiento, mientras que los PQDs modificados con ligandos OA muestran una casi completa extinción de fluorescencia. Posteriormente, los PQDs verdes emisores modificados con DA de MAPbBr3, los rojos CsPbBrI2 PQDs y los azules CsPbCl1.5Br1.5 PQDs se recubrieron y endurecieron en un entorno de poliestireno (PS), reemplazando a los fósforos tradicionales en la capa de conversión de color de dispositivos de visualización LED, alcanzando un rango de color del 137,09 % según el estándar NTSC.

关键词

MAPbBr3 PQDs;ligando DA;estabilidad;gama amplia;LED

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