郑州大学宋继中团队:在非极性溶剂中于室温下合成钙钛矿纳米晶体的策略

时间:2021-05-23作者:佚名

在此,郑州大学宋继中教授团队首次提出了一种在非极性溶剂中于室温下合成γ-相CsPbI3钙钛矿型NCs的配体介导策略。作者发现,引入4-十二烷基苯甲磺酸(DBSA)配体可以防止CsPbI3从γ相变为δ相,这归因于强大的键合和空间位阻,抑制了角共享八面体的变形。合成后的CsPbI3钙钛矿型NCs很好地分散在有机溶剂中,这些有机溶剂可以用作油墨来构造溶液加工的光电器件的活性层(PDs的开/关比为200,LEDs的外部量子效率(EQE)接近6%)。通过成功合成有效的红绿蓝CsPbX3 NCs(红光,绿光和蓝光LED的EQE分别为8.6%,14.7%和3.4%)证明了所提出的方法具有优越的通用性。结果表明,室温合成可以避免传统高温热注入法的繁琐,可广泛应用于各种光电器件。相关论文以题为“Room-temperature synthesis of perovskite-phase CsPbI3 nanocrystals for optoelectronics via a ligand-mediated strategy”发表在Chemical Engineering Journal期刊上。

论文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721009499

郑州大学宋继中团队:在非极性溶剂中于室温下合成钙钛矿纳米晶体的策略


全无机卤化物钙钛矿纳米晶体(NCs)因其优异的性能,包括其高的热稳定性,窄带发射,高的光致发光量子产率和溶液的可加工性而得到了广泛的研究。在各种无机卤化物钙钛矿中,CsPbI3 NCs因其理想的带隙(~1.7 eV)和有效的光吸收而被广泛用于红色发光二极管(LEDs),太阳能电池(SCs)和光电探测器(PDs)。此外,基于CsPbI3 NCs的光电器件已显示出高性能,其表现为SCs的功率转换效率为17.39%,LEDs的外部量子效率(EQE)为14.8%。但是,这些设备中使用的NCs是通过典型的热注射方法合成的,该方法需要较高的反应温度,惰性气体保护和复杂的操作过程。同时,热注射导致无法可控合成,并限制了工业应用中NCs的大规模合成。因此,迫切需要开发一种方便的室温合成方法,因为这些简化的方法可以促进CsPbI3 NCs在各种光电设备中的使用。

钙钛矿CsPbI3 NCs室温下合成的主要困难是热不平衡诱导的亚稳态(黑色)到稳定(黄色)相变。形成的CsPbI3 NCs在高水分和氧气以及热或极性溶剂的条件下易于从黑色钙钛矿相(α-立方,β-四方和γ-斜方晶)转变为热力学稳定的黄色非钙钛矿相(δ-斜方晶)。而且,由于Cs 的体积较小,很难维持形成周期性钙钛矿结构所需的[PbI6]4-八面体,并且在晶体生长过程中出现了不需要的八面体畸变。因此,控制钙钛矿相CsPbI3 NCs的合成过程中的热平衡是必要的。

通过掺杂和缺陷控制,以及配体或添加剂的辅助,在低温和室温下制备了钙钛矿相CsPbI3薄膜。例如,Yao等人在60 ℃下制备了稳定的γ-CsPbI3薄膜,通过用较小的Ca2 (100 pm)代替Pb2 (119 pm)来制造SCs。Unold等人通过共蒸发PbI2和过量的CsI可以在50 ℃下合成稳定的γ-CsPbI3,这可能是由于在制备过程中形成了热力学上有利的肖特基缺陷对和小晶粒。此外,吴等人引入了中性的4(1H)-吡啶硫酮(4-PT)分子在前体中,以帮助在低温下形成黑相CsPbI3膜,因为硫酮基团同时控制了结晶路径并使晶体表面功能化。然而,目前尚没有可行的策略来进行钙钛矿型CsPbI3 NCs的室温合成以用于光电器件。

相关阅读

国外团队研发无透镜广角Mini LED封装技术 用于超薄、高效、柔性背光

根据外媒AZO optics报道,近些年,科学家们已经陆续开发出一些具有高色彩饱和度和长寿命的白色发光二极管 (LED),并开始将其用于柔性照明和显示技术。另一方面,由于具有颜色可调、...
2022-08-26

苏州大学马万里团队:水对胶体量子点光伏器件的影响

相对于体材料而言,胶体量子点拥有巨大的比表面积,该特性为量子点表面化学工程调控提供了充足的空间。然而巨大的比表面积也为量子点带来了先天缺陷,比如,量子点表面对周围...
2021-07-28
苏州大学马万里团队:水对胶体量子点光伏器件的影响

徐代升:健康照明光环境相关问题探讨

随着新一代照明光源LED光源技术和照明控制技术的进步,现代照明早就不在只关注照亮环境了,而是朝着关注照明对人们健康的影响发展了。如何通过照明来构建健康、舒适的光环境,...
2021-05-23
徐代升:健康照明光环境相关问题探讨

绿色led照明的优势及在在汽车上的应用

所谓绿色LED照明。是指节约能源,保护环境,有利于提高人们生产、工作、学习效率和生活质量,促进身b健康的照明。 节能:我国照明用电约占全国发电总量的13%,目前达到每年3000多...
2021-05-23

用LED光改变3D打印对象结构?麻省理工化学家做到了

近日,麻省理工学院的化学家们开发了一种新的3D打印技术,允许改变打印对象的化学结构和多个3D打印对象的化学连接。据悉,该技术可以大大扩展使用3D打印创建的对象的复杂性。...
2021-05-23
用LED光改变3D打印对象结构?麻省理工化学家做到了

热销商品

店铺商用COB超亮服装店轨道灯led射灯婚纱20W30W40W明装导轨射灯

店铺商用COB超亮服装店轨道灯LED射灯婚纱20W30W40W明装导轨射灯,专为商业照明设计,提供均匀而集中的光线输出,确保服装展示和拍摄场景的亮度需求。采用高效能LED光源...
6.46

橡胶密封圈o型圈o形胶圈丁腈油封密封圈垫圈大全防水耐高温修理盒

橡胶密封圈O型圈(O形胶圈)是一种广泛应用于机械、液压、气动及管道系统的关键密封元件,具有结构简单、密封性能可靠、安装便捷等优点。本产品采用优质丁腈橡胶(NBR)材...
1.18

德力西电气活动扳手万用多功能活口小板子工具大全正品大开口板手

德力西电气活动扳手是一款集多功能、高耐用性与精准调节于一体的专业手动工具。采用优质合金钢锻造,经热处理工艺强化,具备出色的抗磨损和抗腐蚀性能。其大开口设计...
6.2

公牛官方旗舰店开关插座空调16A插座五孔10A面板暗装多孔G12白灰

公牛官方旗舰店提供一系列高质量的开关插座和空调配件。这款16A插座五孔面板采用暗装设计,适用于多种安装环境,如墙面、天花板等。它具有10A的电流容量,可以满足家庭...
5.91

日本进口EIGHT百利加长球头内六角扳手TL-2.5 3 4六棱螺丝刀六方

日本进口EIGHT百利加长球头内六角扳手TL-2.534,专为精密维修与工业装配设计。采用高品质合金钢材质,经热处理工艺打造,具备出色的硬度与耐用性,有效防止磨损与变形。...
4.72

网站栏目