Hochleistungs-Rote LEDs durch anorganische CsPbI₃/TOPO-Nanodraht-Farbumwandlungsfilme

Zusammenfassung

Diese Arbeit stellt eine Methode zur Erzeugung einer farbumgewandelten roten Lichtquelle durch Kombination einer blauen GaN-Leuchtdiode (LED) mit einem roten fluoreszierenden Farbumwandlungsfilm aus einem Perowskit-CsPbI₃/TOPO-Komposit vor. Hochwertige CsPbI₃-Quantenpunkte (QDs) wurden mittels Heißinjektionsverfahren hergestellt. Die kolloiden QD-Lösungen wurden mit unterschiedlichen Verhältnissen von Trioctylphosphinoxid (TOPO) gemischt, um Nanodrähte zu bilden. Die Farbumwandlungsfilme, hergestellt durch Mischen des UV-Harzes mit den kolloiden Lösungen, wurden auf blaue LEDs aufgebracht. Die optischen und elektrischen Eigenschaften der Bauelemente wurden bei einem Einspeisestrom von 50 mA gemessen und analysiert; es zeigte sich, dass die stärkste rote Lichtintensität 93,1 cd/m² und der externe Quantenwirkungsgrad 5,7 % bei einer Wellenlänge von ca. 708 nm betrug, wenn das CsPbI₃/TOPO-Verhältnis 1:0,35 betrug.

Hintergrund

Zahlreiche Arten von Quantenpunkten (QDs), einschließlich CdSe-QDs [1], Kohlenstoff-QDs [2], InP-QDs [3], CuInS₂-QDs [4], CdTe-QDs [5] und Perowskit-QDs [6, 7], wurden intensiv im Hinblick auf den Hauptmechanismus untersucht, der dem beobachteten Phänomen zugrunde liegt. QDs wurden in den Bereichen Leuchtdioden (LEDs) [8, 9], Solarzellen [10, 11], Photodetektoren [12, 13] und Biomarker [14, 15] eingesetzt und zum Bau von Sensoren zum Nachweis biologisch interessanter Moleküle verwendet [16]. Insbesondere Perowskit-Materialien waren in den letzten Jahren die vielversprechendsten potenziellen Materialien, und es wurden enorme Fortschritte und Anwendungen in dieser Richtung erzielt [17–23]. Sie können so synthetisiert werden, dass sie verschiedene dimensionsale Morphologien aufweisen, darunter dreidimensionale (3D) Morphologien wie Dünnschichten und einkristalline Bulk-Materialien, zweidimensionale (2D) Morphologien wie Nanoplättchen und Nanosheets, eindimensionale (1D) Morphologien wie Nanodrähte und Nanostäbe sowie null-dimensionale (0D) Morphologien wie QDs und Nanopartikelstrukturen. Anorganische Perowskit-QDs (CsPbX₃, X = Cl, Br, I) besitzen hervorragende optische Eigenschaften wie einen hohen Absorptionskoeffizienten, eine schmale Halbwertsbreite von 20–40 nm, einen Quantenausbeute von bis zu 90 % und eine höhere Stabilität als hybrid organisch-anorganische Perowskit-QDs [wie MAPbX₃ und FAPbX₃ (X = Cl, Br, I)] [24–27]. Die Synthesemethode ist einfach und kostengünstig und wird erwartet, herkömmliche Fluoreszenzmaterialien zu ersetzen. Zudem lässt sich durch Anpassung des Verhältnisses des Halogenelements X (X = Cl, Br, I) die Emissionswellenlänge von Perowskit-CsPbX₃-QDs von 380 bis 780 nm einstellen und der gesamte sichtbare Spektralbereich abdecken [28–30]. Die Integration von Perowskit-QDs in LEDs kann einen Durchbruch von mehr als 110 % des NTSC-Farbraums und eine bessere Farbwiedergabe erreichen [23, 31–34]. Dies zeigte, dass CsPbI₃-QDs erhebliches Potenzial als Kandidatmaterial für rote Phosphore besitzen. Im Gegensatz dazu waren cadmiumhaltige QDs hochgiftig. Nach ihrer Verarbeitung zu verschiedenen Endprodukten war der Umweltschaden erheblich. Angesichts von Umweltschutzfragen ist die Entwicklung cadmiumfreier QD-Materialien notwendig, doch die Effizienz cadmiumfreier Materialien ist gering, die Halbwertsbreite (FWHM) ist breit, und die Steigerung der Effizienz und die Kontrolle der FWHM sind der Fokus der Entwicklung cadmiumfreier QDs. Die Instabilität perowskitbasierter Geräte hindert jedoch weiterhin ihren Markteintritt [35]. Soweit bekannt, gibt es wenige Berichte über die Verwendung von CsPbI₃-QDs als rotes Phosphor zur Herstellung roter LEDs, die meisten beinhalten die Zugabe des Halogenelements Br zur Bildung von CsPbBrₓI₃₋ₓ-QDs [36–38].

Trioctylphosphinoxid (TOPO), ein hochverzweigter Kappendligand mit starkem sterischem Effekt, wird häufig als Kappendligand für konventionelle II–VI-, III–V- und IV–VI-QDs verwendet [39–41]. Aufgrund der hochverzweigten molekularen Struktur und der relativ starken Koordinationsfähigkeit der P=O-Gruppe können TOPO-Spezies mit der Oberfläche der erhaltenen QDs durch ein bestimmtes Schema kooperieren und so eine vollständigere Oberflächenpassivierung der QDs bewirken [42–44]. Zhang und Mitarbeiter synthetisierten erfolgreich monodisperse TOPO-gekappte CsPbX₃-QDs mit hervorragender Stabilität gegen Ethanol-Angriff, indem sie TOPO in den Pb-Vorläufer in einem Oleinsäure (OA)- und Oleylamin (OAm)-System einführten [45]. Zhang et al. [46] führten eine neuartige Synthese von CsPbₓMn₁₋ₓCl₃-QDs durch, indem sie TOPO und einen Mn-organometallischen Komplex als Mn-Reaktionsvorläufer verwendeten, die PLQYs von bis zu 63 % und hervorragende Dispergierbarkeit und Stabilität aufwiesen. Hier präsentieren wir ein Heißinjektionsverfahren zur Synthese von CsPbI₃-QDs und bereiten dann ein Perowskit-CsPbI₃/TOPO-Komposit mit hoher PL-Intensität durch Einführung von TOPO in die CsPbI₃-QD-Lösung her. Wir fanden, dass das CsPbI₃/TOPO-Komposit CsPbI₃-Nanodrähte und QDs bilden sowie hervorragende Material- und optische Eigenschaften aufweisen kann. Anschließend wurde das CsPbI₃/TOPO-Komposit gleichmäßig mit UV-Harz gemischt, um einen farbumwandelnden Fluoreszenzfilm herzustellen, und eine farbumgewandelte reine rote LED wurde durch Anregung des blauen GaN-basierten LED-Chips erhalten.

Methoden

Cesiumcarbonat (Cs₂CO₃, 99,998 %) und Blei(II)iodid (PbI₂, 99,999 %) wurden von Alfa Aesar bezogen. 1-Octadecen (ODE, 90 %), Oleinsäure (OA, 90 %), Oleylamin (OAM, 90 %) und Trioctylphosphinoxid (TOPO, 99 %) wurden von Sigma-Aldrich gekauft. Ethylacetat (EA), n-Hexan und Aceton wurden von Echo Chemical bezogen. Ultraviolett (UV) Harz (U-76063S-A) wurde von Synergy Innovation erworben.

Perowskit-CsPbI₃-QDs wurden mittels Heißinjektions- und Eiswasserbad-Methode hergestellt, wie in Abb. 1 dargestellt. Zunächst wurden 81,4 mg Cs₂CO₃ und 0,25 ml OA zu einem Glasfläschchen mit 3 ml ODE gegeben, und das Gemisch wurde auf einer 200 °C heißen Platte 0,5 h lang magnetisch gerührt, bis es sich vollständig auflöste und eine optisch klare Cs-Oleat-Vorläuferlösung bildete. Anschließend wurden PbI₂ (200 mg), OA (1 ml) und OAm (1 ml) zu einer Glasflasche mit ODE (10 ml) gegeben, und das Gemisch wurde in einem 140 °C Heizbad 0,5 h lang gerührt, bis sich das PbI₂-Salz vollständig aufgelöst hatte. Daraufhin wurde die Heiztemperatur auf 160 °C erhöht und 5 min gerührt, gefolgt von der schnellen Injektion von 0,8 ml der Cs-Oleat-Vorläuferlösung mittels einer Mikropipette. Nach 10 s wurde die rohe CsPbI₃-Lösung in ein Eiswasserbad für 40 s gegeben, um die Reaktion sofort zu stoppen, und auf Raumtemperatur abgekühlt. Zum Waschen der CsPbI₃-QDs wurde die rohe Lösung mit dem EA-Waschlösungsmittel in einem Volumenverhältnis von 1:4 durch Zentrifugation bei 6000 U/min für 15 min gefällt und schließlich in 1 ml n-Hexan unter Ultraschall für die weitere Verwendung dispergiert. Alle Synthese- und Waschschritte erfolgten unter Umgebungsatmosphäre.

Schematische Darstellung der Synthese von Perowskit-CsPbI₃-QDs via Heißinjektions- und Eiswasserbad-Methode.

Anschließend wurden 20 mg TOPO-Pulver in 1 ml Hexan bei Raumtemperatur unter Rühren mit 600 U/min gelöst, bis das Pulver vollständig gelöst war. Daraufhin wurde die Perowskit-CsPbI₃-QD-Lösung in das TOPO/Hexan-System mit unterschiedlichen Volumenverhältnissen (Volumenverhältnisse 1:0,15, 1:0,35 und 1:0,60 von CsPbI₃-QDs und TOPO) gegeben und 1 min bei Raumtemperatur gerührt, um die CsPbI₃/TOPO-Komposite zu erhalten.

Die verschiedenen Verhältnisse der CsPbI₃/TOPO-Komposite wurden mit dem UV-Harz gemischt (Volumenverhältnis 1:2 von CsPbI₃/TOPO-Komposit und UV-Harz). Das resultierende Gemisch wurde 0,5 h lang evakuiert, um Blasen zu entfernen. Die verschiedenen Verhältnisse der CsPbI₃/TOPO-UV-Harze wurden erhalten. Der blaue GaN-basierte LED-Chip (1 mm × 1 mm) mit einer Emissionswellenlänge von 455 nm wurde in einer Nut mit einem Durchmesser von ca. 7 mm montiert. Daraufhin wurden diese Gemische auf Glassubstrate und blaue LED-Chips aufgebracht/gefüllt und 3 min bei 40 °C gebacken und anschließend 60 s lang mit einer 365 nm UV-Lampe im Handschuhkasten ausgehärtet, um Farbumwandlungsfilme und farbumgewandelte rote LEDs zu bilden, wie in Abb. 2 gezeigt.

Schematische Darstellung der Einkapselungsstrategie.

Zur Charakterisierung wurden die Kristallphasen, Absorptionsspektren, Photolumineszenz (PL)-Spektren und PL-Quantenausbeuten (PLQY) von CsPbI₃-QDs und CsPbI₃/TOPO-Kompositen mittels Rasterelektronenmikroskopie (FESEM) (ZEISS Sigma, ZEISS, München, Deutschland), hochauflösender Transmissionselektronenmikroskopie (HRTEM) (JEM-2100F, JEOL, Tokio, Japan), Röntgenbeugung (XRD) mit Cu-Kα-Strahlung (X'Pert PRO MRD, PANalytical, Almelo, Niederlande), UV-Vis-Spektrophotometrie (Thermo Scientific™ Evolution 220, Thermo Fisher Scientific, Taiwan), Fluoreszenzspektrophotometrie (F-7000, Hitachi, Tokio, Japan) und einem FluoroMax-Spektrofluorometer mit integrierender Sphäre, fasergekoppelt an ein Fluorometer (Horiba Jobin Yvon, Longjumeau, Frankreich) ermittelt. Die Strom-Spannungs-Kennlinien (I-V), Leuchtdichte, externer Quantenwirkungsgrad (EQE) und Elektrolumineszenz (EL)-Spektren der perowskitbasierten farbumgewandelten roten LEDs wurden mit einem Keithley 2400 Quellmessgerät und einem Spectrascan®-Spektroradiometer PR-670 (Photo Research Inc., Syracuse, NY, USA) bei Raumtemperatur gemessen.

Ergebnisse und Diskussion

Die Kristallstrukturen der erhaltenen CsPbI₃/TOPO-Kompositfilme mit verschiedenen Verhältnissen wurden mittels XRD charakterisiert, wie in Abb. 3 gezeigt. Die Zugabe von TOPO veränderte die mikroskopische Reorganisation der CsPbI₃-QDs nicht, und die QDs befanden sich bei ca. 14,95° und 29,1°, entsprechend den (100)- und (200)-Kristallebenen der kubischen CsPbI₃-Gitterstruktur. Zudem erschienen keine Kristallbindung oder Nebenprodukte mit anderen kleinen Kristallbeugungspeaks. Wenn das CsPbI₃/TOPO-Verhältnis 1:0,35 betrug, war der Beugungspeak des Perowskit-CsPbI₃/TOPO-Kompositfilms im XRD-Muster stärker und schärfer als bei den anderen CsPbI₃/TOPO-Verhältnissen; gleichzeitig erschienen die (111)-, (210)- und (211)-Kristallebenen anderer kubischer Gitterstrukturen, was bestätigte, dass das mit diesem Parameter hergestellte Perowskit-Komposit eine bessere Kristallinität aufwies [47, 48]. Im Gegensatz dazu führte übermäßiges TOPO (CsPbI₃/TOPO = 1:0,60) zu einer Abnahme der Perowskit-Kristallinität, was auf die übermäßige TOPO-Menge zurückgeführt werden konnte, die die CsPbI₃-QDs veranlasste, mehr nanodrahtartige Strukturen zu bilden, was zu einer Verringerung der Filmkompaktheit führte.

Röntgenbeugungsmuster (XRD) von CsPbI₃/TOPO-Kompositfilmen mit unterschiedlichen Verhältnissen.

Abbildung 4 zeigt die SEM-Bilder der Filmbildung von CsPbI₃/TOPO-Kompositfilmen mit unterschiedlichen Verhältnissen, auf Glassubstrate aufgebracht. Abbildung 4a zeigt die Morphologie des CsPbI₃-QD-Films ohne TOPO, der durch Aggregation diskontinuierlicher, großer Körner und QDs gebildet wurde. Nach Zugabe verschiedener TOPO-Verhältnisse wurden überraschend Nanodrähte der CsPbI₃/TOPO-Kompositfilme mit Durchmessern von 50–160 nm und Längen von mehreren Mikrometern sowie an den Nanodrähten haftende QDs beobachtet (Abb. 4b–d). Zudem bildeten die meisten CsPbI₃/TOPO-Kompositmaterialien bei zunehmender TOPO-Menge dickere Nanodrähte und die QD-Korngröße nahm zu, was zu reduzierter Filmabdeckung und schlechter Qualität führte.

Draufsicht der SEM-Mikroaufnahmen von CsPbI₃/TOPO-Kompositfilmen mit unterschiedlichen Verhältnissen: (a) 1:0, (b) 1:0,15, (c) 1:0,35, (d) 1:0,60.

Basierend auf den XRD- und SEM-Ergebnissen können Nanodrähte und QDs durch Zugabe von TOPO zur CsPbI₃-QD-Lösung erhalten werden. Wir wählten das CsPbI₃/TOPO-Komposit mit besserer Qualität (CsPbI₃/TOPO = 1:0,35) und analysierten seine Nanodrähte und QDs mittels HRTEM. Die HRTEM-Bilder der Perowskit-CsPbI₃-QDs und des CsPbI₃/TOPO-Komposits (CsPbI₃/TOPO = 1:0,35) sind in Abb. 5a, b dargestellt. Abbildung 5a zeigt deutlich, dass TOPO-freies CsPbI₃ eine kubische Form und gleichmäßig angeordnete QDs aufwies und eine enge Größenverteilung im Bereich von 7–12 nm gemessen wurde. CsPbI₃-Nanodrähte und QDs wurden bei einem Verhältnis von CsPbI₃/TOPO = 1:0,35 erhalten, wie in Abb. 5b gezeigt. Die Nanodrähte des CsPbI₃/TOPO-Komposits wiesen einen breiten Durchmesserbereich von 7–14 nm mit einem Längenbereich von 50–170 nm auf, und der Partikelgrößenbereich der QDs betrug 5–8 nm (Abb. 5c). Wir führen die Bildung der nanodrahtartigen Struktur auf die Koordinationsbindungen zwischen der O-Donatorbase in TOPO (Lewis-Base) und den Perowskit-QDs zurück. Dies wurde darauf zurückgeführt, dass das Pb in CsPbI₃ eine Lewis-Säure und TOPO eine Lewis-Base war. In Lewis-Säure-Base-Wechselwirkungen wurde eine Base als Elektronenpaardonator und eine Säure als Elektronenpaarakzeptor definiert. Eine Lewis-Säure-Base-Reaktion trat auf, wenn eine Base ein Elektronenpaar an eine Säure spendete, was ein Lewis-Säure-Base-Addukt bildete, eine Verbindung, die eine koordinativ kovalente Bindung zwischen der Lewis-Säure und der Lewis-Base enthielt [30, 47]. Eine energiedispersive Röntgenanalyse (EDX) wurde durchgeführt, um die Zusammensetzung und das stöchiometrische Verhältnis der Nanodrähte im CsPbI₃/TOPO-Komposit zu überprüfen, und das Ergebnis ist in Abb. 5d dargestellt. Im EDX-Spektrum gab es keine Verunreinigungs-bezogenen Peaks, was das XRD-Ergebnis der reinen Phasenbildung bestätigte. Die beobachteten Bestandselemente und Atomverhältnisse erwiesen sich als CsPbI₃. Zudem stellten wir fest, dass die Größe der Nanodrähte und QDs, wie durch TEM beobachtet, von der durch SEM-Analyse erhaltenen abwich, was auf das Aggregationsphänomen zurückgeführt werden könnte, das durch die Lösung nach dem Spin-Coating verursacht wird.

Hochauflösende TEM-Mikroaufnahmen (HRTEM) von CsPbI₃/TOPO-Kompositlösungen mit unterschiedlichen Verhältnissen: (a) 1:0, (b) 1:0,35, (c) 1:0,35 hohe Vergrößerung, (d) energiedispersive Röntgenanalyse (EDX) für den Nanodraht im CsPbI₃/TOPO-Komposit.

Abbildung 6 vergleicht die Auswirkungen verschiedener TOPO-Verhältnisse auf die UV-Vis-Absorptions- und PL-Spektren der Perowskit-CsPbI₃/TOPO-Kompositfilme, wobei der Absorptionspeak bei ca. 700 nm lag, während der PL-Peak bei ca. 692 nm lokalisiert war. Tabelle 1 zeigt die optischen Eigenschaften von CsPbI₃-QDs und CsPbI₃/TOPO-Kompositfilmen. Abbildung 6a zeigt, dass die TOPO-Behandlung eine leichte Verschiebung der Absorption bewirkte; es wurde beobachtet, dass die Absorption des CsPbI₃/TOPO-Kompositfilms mit zunehmendem TOPO-Gehalt leicht zunahm. Die Absorption nahm jedoch leicht ab, wenn das CsPbI₃/TOPO-Verhältnis 1:0,35 überschritt. Im sichtbaren Lichtbereich (470–800 nm) nahm die Absorption des CsPbI₃/TOPO-Kompositfilms, hergestellt mit dem CsPbI₃/TOPO-Verhältnis 1:0,35, zu, was auf verbesserte Kristallinität hinweist. Abbildung 6b zeigt die Beobachtung, dass die PL-Intensität aller Perowskit-CsPbI₃/TOPO-Kompositfilme, denen TOPO zugesetzt wurde, höher war als die des CsPbI₃-QD-Films ohne TOPO. Wenn UV-Licht auf die Perowskit-CsPbI₃/TOPO-Kompositfilme bestrahlt wurde, absorbierten die Filme die Photonen und ließen die Elektronen im Valenzband in das Leitungsband springen. Die Photonen im Leitungsband gingen zurück in das Valenzband zur Emission oder fielen in die Fallen im Film und wurden gequenched. Daher war das Fluoreszenzsignal stärker, wenn die Perowskit-CsPbI₃/TOPO-Kompositfilme hohe Qualität und relativ wenige Fallen oder Defekte aufwiesen. Bei einem CsPbI₃/TOPO-Verhältnis von 1:0,35 war die PL-Intensität am stärksten mit einer hohen PLQY von 47,2 % und einer schmalen FWHM von ca. 36,4 nm, was implizierte, dass der Perowskit-CsPbI₃/TOPO-Kompositfilm, der mit diesem Verhältnis hergestellt wurde, von hoher Qualität war.

(a) Ultraviolett-sichtbare (UV-Vis) Absorptionsspektren, (b) Photolumineszenz (PL) Spektren von CsPbI₃/TOPO-Kompositfilmen mit unterschiedlichen Verhältnissen; das Inset ist das Fluoreszenzfoto der CsPbI₃/TOPO-Komposite/Glas unter 365 nm Lichtexzitation.

Wie in Abb. 7a dargestellt, waren die I-V-Kurven der CsPbI₃/TOPO-Komposit-farbumgewandelten roten LEDs mit unterschiedlichen Verhältnissen fast identisch, was bestätigte, dass die Beschichtung der QDs nahezu keinen Einfluss auf den LED-Stromkreis hatte. Die Leuchtdichte-Strom (L-I) und EQE-Strom (EQE-I) Kennlinien für alle LED-Bauelemente sind in Abb. 7b, c dargestellt, und die optoelektronischen Eigenschaften der Bauelemente sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Wir fanden, dass die maximalen Helligkeits- und EQE-Werte der Bauelemente zunächst anstiegen und dann mit kontinuierlicher Erhöhung des TOPO-Gehalts im CsPbI₃/TOPO-Komposit leicht abnahmen. Die Leistungen der CsPbI₃/TOPO-Komposit-farbumgewandelten roten LEDs konnten durch Variation der TOPO-Menge optimiert werden, und das optimierte CsPbI₃/TOPO-Verhältnis betrug 1:0,35. Der optimierte CsPbI₃/TOPO-Komposit-farbumgewandelte rote LED-Bauelement zeigte eine Einschaltspannung von 2,65 V (@20 mA) und maximale Helligkeits- und EQE-Werte von 93,1 cd/m² bzw. 5,7 %, die signifikant besser waren als die der anderen Bauelemente. Im Gegensatz dazu betrugen die maximalen Helligkeits- und EQE-Werte der anderen CsPbI₃/TOPO-Verhältnisse (1:0, 1:0,15 und 1:0,60) 57,1, 66,5 und 44,8 cd/m² sowie 3,0 %, 4,0 % und 2,4 %. Allerdings verringerten die durch den übermäßigen TOPO-Gehalt verursachten Oberflächendefekte der CsPbI₃/TOPO-Kompositfilme die Fähigkeit der Fluoreszenzumwandlung, was zu einem signifikanten Rückgang sowohl der Leuchtdichte als auch des EQE führte. Dieses Ergebnis wurde aus der SEM-Beobachtung abgeleitet, dass übermäßiger TOPO-Gehalt zu einer Verringerung der Filmabdeckung und -qualität führte. Die Emissionsspektren aller CsPbI₃/TOPO-Komposit-farbumgewandelten roten LEDs mit unterschiedlichen Verhältnissen unter einem Antriebsstrom von 50 mA sind in Abb. 7d dargestellt, was zeigt, dass alle farbumgewandelten Bauelemente einen Haupt-EL-Peak bei 708 nm mit einer FWHM von ca. 34 nm aufwiesen.

Leistung der CsPbI₃/TOPO-Komposit-farbumgewandelten roten LEDs unter verschiedenen Antriebsströmen. (a) I-V, (b) L-I, (c) EQE-I Kurven, (d) EL-Spektren. Das Inset ist ein optisches Foto einer farbumgewandelten roten LED bei 50 mA.

Wir fanden, dass die Leuchtdichte einer CsPbI₃/TOPO-Komposit-farbumgewandelten roten LED nur um 31,42 % abfiel, während sie bei einer CsPbI₃-farbumgewandelten roten LED um bis zu 75,68 % abfiel, wie in Abb. 8 gezeigt. Die Leuchtdichte einer CsPbI₃-farbumgewandelten roten LED zeigte einen schnellen linearen Abfall mit zunehmender Lagerzeit, während eine CsPbI₃/TOPO-farbumgewandelte rote LED zeigte, dass ~85 % des Anfangswerts sogar innerhalb der ersten vier Tage beibehalten wurden. Daher schlossen wir, dass eine CsPbI₃/TOPO-farbumgewandelte rote LED nicht nur eine höhere Leuchtdichte als das CsPbI₃-farbumgewandelte Design aufwies, sondern auch die Stabilität verbesserte. Obwohl ein CsPbI₃/TOPO-Kompositmaterial vorgeschlagen wird, um TOPO zur Verbesserung der Qualität des quantengrößenbasierten Kompositmaterials einzubauen, muss die Stabilität des Kompositmaterials noch verbessert werden, um in zukünftigen Arbeiten den praktischen Anwendungsstandards zu genügen.

Stabilität von CsPbI₃-farbumgewandelten und CsPbI₃/TOPO-Komposit-farbumgewandelten roten LEDs.

Fazit

Zusammenfassend präsentierten wir eine einfache Methode zur Herstellung anorganischer Perowskit-CsPbI₃-QDs unter Umgebungsatmosphäre und kombinierten anschließend eine TOPO-Lösung, um das CsPbI₃/TOPO-Komposit einschließlich QDs und NWs zu erhalten. Das TEM-Bild wurde erhalten; es zeigte, dass das Perowskit-CsPbI₃ allmählich von einem QD-Typ zu einem Nanodraht-Typ mit zunehmender TOPO-Menge überging. Die PL-Spektren wurden untersucht. Sie zeigten, dass die PL-Intensität der CsPbI₃/TOPO-Komposite mit zunehmendem TOPO zunahm; die PLQY des CsPbI₃/TOPO-Komposits verbesserte sich ebenfalls im Vergleich zur TOPO-freien CsPbI₃-QDs. Schließlich wurde es in einem Farbumwandlungsgerät mit UV-Harz angewendet; es konnte leicht in einen quantenkompositiven Dünnfilm umgewandelt werden und wurde durch Wasser und Sauerstoff beeinflusst, wodurch die Lebensdauer des CsPbI₃/TOPO-Komposits in der atmosphärischen Umgebung verlängert wurde.

Verfügbarkeit von Daten und Materialien

Alle Daten sind uneingeschränkt vollständig verfügbar.

Abkürzungen

CsPbI₃:

Cesiumbleitriiodid

Cs₂CO₃:

Cesiumcarbonat

PbI₂:

Bleiiodid

ODE:

Octadecen

OA:

Oleinsäure

OAM:

Oleylamin

EA:

Ethylacetat

TOPO:

Trioctylphosphinoxid

QDs:

Quantenpunkte

LED:

Leuchtdiode