铋卤钙钛矿量子点的室温控制合成及其光稳定性的研究

论文摘要

近年来,铅卤钙钛矿量子点由于其所具有的独特光学及电学性能而被普遍应用于光电二极管（LED）,太阳能电池（PV）,光电探测器,生物荧光标记等领域,成为该领域的研究热点。然而,有毒的铅元素会对人体和生态系统造成严重的危害,铅元素的存在严重阻碍了铅卤钙钛矿量子点的商业应用,因而合成出对环境没有危害的无铅钙钛矿量子点是一件具有非凡意义的事情。因为铋基化合物具有毒性低、稳定性好的特点,在此,本文从大量可能替代钙钛矿量子点中铅的元素中,选择铋元素作为研究对象。本文在室温下成功合成出了（CH3NH3）3Bi2Br9与Cs3Bi2Br9钙钛矿量子点晶体,并对其进行了必要的表征和研究。在研究中分别使用了两种量子点的制备方法,其中一种是配体辅助再沉淀法（LARP）,而另一种是非极性溶剂室温合成法（NPRT）。通过实验发现,与全无机的Cs3Bi2Br9量子点相比,LARP工艺制备的有机无机杂化（CH3NH3）3Bi2Br9量子点的性能不够理想,表现出低荧光量子效率（PLQY）及无法用合适溶剂洗出的问题。在对Cs3Bi2Br9量子点研究中发现,NPRT工艺合成的全无机钙钛矿Cs3Bi2Br9量子点相比于LARP工艺合成的Cs3Bi2Br9量子点具有极大的优越性,不仅荧光量子效率高,而且容易洗出,产量高。NPRT工艺合成的Cs3Bi2Br9量子点在414 nm和433 nm处呈现蓝色双发射峰,全宽半高（FWHM）为50nm,荧光量子效率可达29.6%,在空气中贮存3周内稳定性良好。此外,本文还通过向量子点分散溶液中加入不同辅助成分来提高其发光效果,最终发现加入油酸钾（K-OA）溶液可以提高Cs3Bi2Br9钙钛矿量子点的发光强度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 量子点的概念及性质
•   1.2 钙钛矿量子点的发现及优良特性
•   1.3 钙钛矿量子点的应用
•   1.4 含铅钙钛矿量子点的问题
•   1.5 选题意义及主要研究内容
• 2 钙钛矿量子点的制备与表征方法
•   2.1 钙钛矿量子点的合成机理
•   2.2 钙钛矿量子点的一般制备方法
•   2.3 钙钛矿量子点的表征设备及表征方式
• 3NH₃）₃Bi₂Br₉钙钛矿量子点的制备及表征'>3 （CH₃NH₃）₃Bi₂Br₉钙钛矿量子点的制备及表征
• 3NH₃）₃Bi₂Br₉钙钛矿量子点的制备'>  3.1 （CH₃NH₃）₃Bi₂Br₉钙钛矿量子点的制备
• 3NH₃）₃Bi₂Br₉钙钛矿量子点的光学性质'>  3.2 （CH₃NH₃）₃Bi₂Br₉钙钛矿量子点的光学性质
•   3.3 本章小结
• 3Bi₂Br₉钙钛矿量子点的非极性溶剂室温合成及光稳定性'>4 Cs₃Bi₂Br₉钙钛矿量子点的非极性溶剂室温合成及光稳定性
• 3Bi₂Br₉钙钛矿量子点的制备'>  4.1 Cs₃Bi₂Br₉钙钛矿量子点的制备
• 3Bi₂Br₉钙钛矿量子点的光学性质及微观结构'>  4.2 Cs₃Bi₂Br₉钙钛矿量子点的光学性质及微观结构
• 3Bi₂Br₉钙钛矿量子点的光学稳定性'>  4.3 Cs₃Bi₂Br₉钙钛矿量子点的光学稳定性
•   4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 高明阳

导师: 张道礼

关键词: 铋卤钙钛矿,量子点,光稳定性,荧光量子效率,非极性溶剂

来源: 华中科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学,无线电电子学

单位: 华中科技大学

分类号: O471.1;TN312.8

总页数: 47

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