加拿大研究人员：宽禁带钙钛矿量子点及在天蓝LED的应用

在这里，来自加拿大的研究人员开发了钙钛矿基质固体中的CsPbBr3量子点，该量子点具有较高的发光效率和光谱稳定性，光学Eg超过2.6 eV。筛选了调节钙钛矿Eg并允许异质外延的候选合金，试图实现晶格匹配的I型能带排列。由这种材料制成的LED显示出13.8%的外部量子效率和超过6000 cd m 2的亮度.相关论文以题目为“Wide-Bandgap Perovskite Quantum Dots in Perovskite Matrix forSky-Blue Light-Emitting Diodes”于2022年发表在J. Am.Chem. Soc.期刊上。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c12556

在卤化铅钙钛矿（APbX3）基质中加入量子点（QD）可以实现高效的电荷传输和表面钝化，从而实现高效和稳定的光电子学。已经开发了3种基于基质固体中钙钛矿量子点的红光发光二极管（LED），在初始亮度为100 cdm时，其外部量子效率（EQE）超过18%，工作寿命（T50）超过2000 h。这种方法为高效稳定的钙钛矿光电器件打开了大门。就钙钛矿型天蓝色LED而言，稳定性和EQE仍远低于商业化标准。Eg>2.55 eV的强约束CsPbBr3量子点可实现蓝色发射。将宽禁带钙钛矿量子点嵌入钙钛矿基质中，从而为高效的天蓝色LED提供了一条途径。

基质固体中量子点的有效电荷输运要求基质和嵌入量子点之间的I型能带对准，要求基质的Eg大于量子点的Eg。混合>30%的Cl可将CsPbBr3基钙钛矿的Eg调谐到2.6 eV以上。然而，高Cl含量导致混合Cl/Br钙钛矿的卤化物偏析（图1A）。混合Cl/Br钙钛矿基质和CsPbBr3量子点之间的晶格失配使得这些材料容易因[PbBr6]4的外延生长而发生不均匀结晶。因此，研究了改变钙钛矿基质中的阳离子如何在不引入晶格畸变的情况下调节Eg。我们发现Sr合金钙钛矿的Eg>2.6eV。同时，由于Sr2 和Pb2 具有相似的尺寸，钙钛矿的晶格几乎保持不变。