论文部分内容阅读
钙钛矿纳米材料是近几年出现的一种新型发光材料,受到了广泛的关注。它们有很多优点,如:带隙可调、色域广（能覆盖整个可见光波段）、荧光量子效率高（photoluminescence quantum yield,PL QY）和缺陷态密度低等。因此,钙钛矿纳米材料将成为照明显示领域非常有前景的发光材料。近五年里,钙钛矿纳米材料电致发光二极管（light-emitting diode,LED）发展迅速,尤其是红光和绿光钙钛矿LED,它们的外量子效率（external quantum efficiency,EQE）由最初不足0.1%迅速超过20%,亮度突破10000 cd/m2,但是蓝光钙钛矿LED的性能却不及红光、绿光钙钛矿LED的一半,主要是由于以下两个原因:从材料方面而言,蓝光钙钛矿材料光学性质不够稳定,蓝光材料的PL QY不如红光和绿光的高;从器件方面而言,与蓝光钙钛矿发光层匹配的电荷传输层较少。针对上述问题,我们从CsPbBr3纳米材料入手并制备柔性绿光钙钛矿LED;然后通过合金手段合成CsPb1-xCdxBr3合金纳米材料,使发光波长由绿光逐渐蓝移至纯蓝光波段,并利用最优的蓝光合金纳米材料制备纯蓝光钙钛矿LED,具体研究内容如下:（1）选取抗溶剂腐蚀的光聚合物NOA 63作为柔性衬底,低功函数的Ag作为电极,CsPbBr3纳米材料作为发光层,制备柔性绿光钙钛矿LED。该柔性器件的最大亮度为10325 cd/m2,最大EQE和电流效率（current efficiency,CE）分别为1.25%和3.40 cd/A。此外,该柔性绿光钙钛矿LED展现出良好的柔韧性和机械延展性,在180度的弯曲角度下反复弯曲100次后,仍然保持良好的器件性能。（2）通过精确调控铅镉投料比例,成功合成一系列光谱可调的CsPb1-xCdxBr3合金纳米材料,同时也实现钙钛矿形貌和晶相的调控。使CsPbBr3纳米材料由初始立方相形貌转变为具有六角相纳米棒形貌的合金纳米材料,其中最优的六角相纯蓝光合金纳米棒,发光峰位于460 nm,PL QY为48%,纳米棒的长度为84 nm,宽为16 nm（长径比为5.25）。（3）对一系列CsPb1-x-x Cdx Br3合金材料进行电学特性表征和UPS测试,结果表明随着镉含量的增加,CsPb1-xCdxBr3合金纳米材料越来越趋近于重N型,并且合金材料的电导率均比纯CsPbBr3纳米材料高,然后利用具有高电导率的最优合金纳米棒材料作为发光层制备纯蓝光钙钛矿LED,最大亮度为225 cd/m2,最大EQE和CE分别为0.35%和0.30 cd/A。综上所述,本论文利用NOA 63作为柔性基底,制备柔性绿光钙钛矿LED,为未来柔性显示应用提供新的方向。在CsPbBr3的基础上,利用金属合金化进一步合成了CsPb1-xCdxBr3纯蓝光合金纳米材料,并用其作为发光层制备纯蓝光钙钛矿LED,增加了蓝光钙钛矿材料的种类,有利于钙钛矿商业化。