全无机钙钛矿量子点的制备及其光电器件的应用
发布时间：2023-08-08 17:29
量子点(Quantum Dots,QDs)发光材料的种类繁多,传统的量子点主要是由ⅡⅥ族元素如CdSe和ⅢⅤ族如InP等元素组成的半导体纳米晶。与传统的量子点相比,钙钛矿量子点(Perovskite QDs,PQDs)不需要核/壳结构,降低了成本,还能表现出高效的发光性能(如较高的荧光量子产率(PL QY)、激发谱线宽、较窄的荧光发射光谱、发射光谱可调等),使得钙钛矿量子点称为当前最具潜力的光电材料之一,广泛应用于发光二极管(LED)、太阳能电池、光电探测器等领域。尽管如此,钙钛矿材料的发展一直受到稳定性差的制约,如对水、光、热等环境因素特别敏感。因此,本文通过开展对钙钛矿量子点稳定性进行提高的研究,将所制备的高效稳定的钙钛矿量子点应用到光电器件中,进一步推动钙钛矿材料良好的发展前景。本论文以全无机钙钛矿量子点CsPbX3(X=Cl,Br,I)为研究对象,从全无机钙钛矿量子点的合成路线入手,优化合成策略,调控配体、温度、反应时间及组成,对钙钛矿量子点实现精准调控。在保障钙钛矿量子点的稳定性得以提高的同时,还能保障高的荧光...
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 量子点的概述
1.2.1 量子点的简介
1.2.2 量子点的特性
1.2.3 量子点的发光原理
1.2.4 量子点的发展简介
1.3 钙钛矿的概述
1.3.1 钙钛矿的结构
1.3.2 钙钛矿的光电性质
1.3.3 钙钛矿的研究现状
1.4 钙钛矿量子点的合成方法
1.4.1 热注入法(HI)
1.4.2 配体辅助再沉淀法(LARP)
1.4.3 微波法
1.4.4 微流控法
1.4.5 离子交换法
1.4.6 超声法与溶剂热法
1.4.7 乳液合成法
1.5 钙钛矿量子点的应用
1.5.1 钙钛矿量子点在太阳能电池中的应用
1.5.2 钙钛矿量子点在发光二极管中的应用
1.5.3 钙钛矿量子点在光电探测器中的应用
1.6 本文主要研究内容
第2章 混合卤化物钙钛矿量子点的可控和高效合成
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 实验药品
2.2.2 量子点的合成
2.2.3 主要的仪器与测试方法
2.3 结果分析与讨论
2.3.1 单一和混合卤化物CsPbX3 PQDs的组成与形貌的表征
2.3.2 单一和混合卤化物CsPbX3 PQDs的光谱表征
2.3.3 反应温度对CsPbX3 PQDs光学性能的影响
2.3.4 反应时间对CsPbX3 PQDs光学性能的影响
2.3.5 与阴离子交换的方法合成的CsPbX3 PQDs的光稳定性比较
2.3.6 CsPbX3 PQDs理论计算部分的研究结果
2.4 本章小结
第3章 掺入CsPbBr3量子点制备本体异质结聚合物光电探测器
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 实验药品
3.2.2 钙钛矿纳米材料的制备
3.2.3 探测器的制备
3.2.4 主要的仪器与测试方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 探测器的结构表征
3.3.2 探测器光电性能表征
3.3.3 探测器的信噪比性能表征
3.3.4 探测器的响应率与探测率性能表征
3.3.5 探测器的响应时间性能表征
3.4 本章小结
第4章 结构转变诱导的高效钙钛矿量子点的制备及LED应用
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 实验药品
4.2.2 钙钛矿纳米材料的制备
4.2.3 绿光LED器件的制备
4.2.4 主要的仪器与测试方法
4.3 结果分析与讨论
4.3.1 CsPbBr3 PQDs和 Cs4PbBr6 PNCs的晶体结构
4.3.2 CsPbBr3 PQDs和 Cs4PbBr6 PNCs的物相分析
4.3.3 CsPbBr3 PQDs和 Cs4PbBr6 PNCs的微观形貌
4.3.4 CsPbBr3 PQDs和 Cs4PbBr6 PNCs混合物的光学性质
4.3.5 CsPbBr3 PQDs和 Cs4PbBr6 PNCs结构转变诱导荧光增强的分析
4.3.6 基于优化的CsPbBr3 PQDs制备的LED器件
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 未来展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3840177
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 量子点的概述
1.2.1 量子点的简介
1.2.2 量子点的特性
1.2.3 量子点的发光原理
1.2.4 量子点的发展简介
1.3 钙钛矿的概述
1.3.1 钙钛矿的结构
1.3.2 钙钛矿的光电性质
1.3.3 钙钛矿的研究现状
1.4 钙钛矿量子点的合成方法
1.4.1 热注入法(HI)
1.4.2 配体辅助再沉淀法(LARP)
1.4.3 微波法
1.4.4 微流控法
1.4.5 离子交换法
1.4.6 超声法与溶剂热法
1.4.7 乳液合成法
1.5 钙钛矿量子点的应用
1.5.1 钙钛矿量子点在太阳能电池中的应用
1.5.2 钙钛矿量子点在发光二极管中的应用
1.5.3 钙钛矿量子点在光电探测器中的应用
1.6 本文主要研究内容
第2章 混合卤化物钙钛矿量子点的可控和高效合成
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 实验药品
2.2.2 量子点的合成
2.2.3 主要的仪器与测试方法
2.3 结果分析与讨论
2.3.1 单一和混合卤化物CsPbX3 PQDs的组成与形貌的表征
2.3.2 单一和混合卤化物CsPbX3 PQDs的光谱表征
2.3.3 反应温度对CsPbX3 PQDs光学性能的影响
2.3.4 反应时间对CsPbX3 PQDs光学性能的影响
2.3.5 与阴离子交换的方法合成的CsPbX3 PQDs的光稳定性比较
2.3.6 CsPbX3 PQDs理论计算部分的研究结果
2.4 本章小结
第3章 掺入CsPbBr3量子点制备本体异质结聚合物光电探测器
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 实验药品
3.2.2 钙钛矿纳米材料的制备
3.2.3 探测器的制备
3.2.4 主要的仪器与测试方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 探测器的结构表征
3.3.2 探测器光电性能表征
3.3.3 探测器的信噪比性能表征
3.3.4 探测器的响应率与探测率性能表征
3.3.5 探测器的响应时间性能表征
3.4 本章小结
第4章 结构转变诱导的高效钙钛矿量子点的制备及LED应用
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 实验药品
4.2.2 钙钛矿纳米材料的制备
4.2.3 绿光LED器件的制备
4.2.4 主要的仪器与测试方法
4.3 结果分析与讨论
4.3.1 CsPbBr3 PQDs和 Cs4PbBr6 PNCs的晶体结构
4.3.2 CsPbBr3 PQDs和 Cs4PbBr6 PNCs的物相分析
4.3.3 CsPbBr3 PQDs和 Cs4PbBr6 PNCs的微观形貌
4.3.4 CsPbBr3 PQDs和 Cs4PbBr6 PNCs混合物的光学性质
4.3.5 CsPbBr3 PQDs和 Cs4PbBr6 PNCs结构转变诱导荧光增强的分析
4.3.6 基于优化的CsPbBr3 PQDs制备的LED器件
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 未来展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3840177
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