关键词：
全无机卤化铅铯钙钛矿
发光可调
环氧树脂复合材料
量子点玻璃
光电性能
固态照明
摘要：
全无机卤化铅铯（CsPbX3,X=Cl,Br,I）钙钛矿由于其优异的光电性能,高量子产率的可调发光,窄带发射以及易于制备,成本低廉等一系列优势,使其有望替代有机-无机复合钙钛矿和II-VI系纳米晶材料成为新一代光电器件领域的有力竞争者。作为发光领域的新兴材料,卤化铅铯钙钛矿纳米晶由于其胶体性质,只能够稳定存在于非极性溶液（正己烷,丙酮等）,并且难以长期稳定存在。本论文采用热注入法和离子交换法成功制备了一系列发光可调的立方晶型的CsPbX3纳米晶溶液,并将CsPbX3纳米晶分散在高聚物薄膜以及玻璃基质中,该方法有效地提高了钙钛矿纳米晶的稳定性。纳米晶溶液、薄膜、玻璃等材料的形貌、微结构以及其光学性质和光电性能的研究通过一系列现代分析测试手段系统进行分析。具体内容如下:1.首先采用热注入法制备高效率荧光的钙钛矿纳米晶,然后利用改变卤素的组成与比例,得到一系列发光可调且半峰宽窄的CsPbX3溶液。借助透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子光谱（XPS）对其结构及形貌进行了详细的表征,分析结果表明CsPbX3纳米晶已成功制备,纳米晶的晶体结构呈立方晶相。荧光光谱分析发现发光峰随着卤素由Cl,Br,I组成的变化,在425-710nm范围内可调,而且发光峰的半峰宽窄（13-30 nm）。不同组成CsPbX3纳米晶样品的三阶非线性光学性质研究利用Z-扫描技术在787 nm,396 fs激发脉冲下在787nm波长处进行了表征。结果显示CsPbCl3,CsPbBr3,CsPbBr3的非线性光学系数分别为2.85×10-11,3.78×10-11,和3.55×10-11 esu,品质因子分别为4.95,1.85,5.59。2.采用热注入法制备CsPbX3钙钛矿纳米晶,并采用将CsPbX3纳米晶分散在环氧树脂当中,制备了CsPbX3纳米晶环氧树脂复合材料。利用流延法将CsPbX3纳米晶环氧树脂复合材料均匀地印刷在YAG:Ce3+微晶玻璃上,制备了CsPbI2Br&Ce-PiG复合材料,该材料有效地提高了钙钛矿纳米晶的稳定性。将CsPbI2Br&Ce-PiG复合材料与GaN蓝光芯片匹配,得到了全无机钙钛矿纳米晶基白光LED器件,并且研究了组成与掺杂浓度对LED的光电性能的影响。最终得到了显色指数为90.5,色温为4067 K,光效为42.12 lm/W的白光LED光源,展现了该材料有望应用在固态照明器件中。3.采用低温共烧结法制备了CsPbX3钙钛矿量子点玻璃,通过XRD、TEM、荧光光谱、吸收光谱对CsPbX3量子点玻璃进行表征,证明了CsPbX3量子点在玻璃基质中也能稳定、均匀地分布并发光。结果表明,在1200℃下烧结,450℃下退火,520℃下析晶能得到析晶良好、发光性能优异的CsPbX3量子点玻璃。与CsPbX3量子点溶液相比较,CsPbX3量子点玻璃具有良好的热稳定性,可以实现全无机钙钛矿量子点在固态照明领域的应用。
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