Advanced Functional Materials:核/壳FAPbBr3/CsPbBr3钙钛矿纳米晶的制备及其LED应用

卤化铅钙钛矿纳米晶(PeNCs)因其可调谐的光学特性、窄的发射带宽和高荧光量子产率(PLQY)而受到广泛关注,并已成功应用于光电探测器和发光二极管等光电器件。然而,其固有的不稳定性限制了PeNCs在实际应用中的发展。目前普遍采用的策略是将钙钛矿嵌入到固体基体中或者用更稳定的壳层 (如二氧化硅、氧化铝涂层和聚合物)包覆钙钛矿纳米晶。然而,这些绝缘基体不利于纳米晶间的电荷传输,限制了其在发光二极管(LED)和光伏器件等应用。

上海大学新型显示技术及应用集成教育部重点实验室杨绪勇教授课题组联合英国诺丁汉大学Lyudmila Turyanska博士报道了通过外延生长法制备具有核壳结构的FAPbBr3/CsPbBr3 PeNCs,在壳层包覆过程中形成FAxCs1-xPbBr3合金层解决核和壳层之间的晶格不匹配问题。通过工艺参数以及组成成分的调控实现/壳FAPbBr3/CsPbBr3纳米晶的PLQY高达93%。值得注意的是由于无机壳层CsPbBr3的保护使得核/壳FAPbBr3/CsPbBr3纳米晶表现出高的光学稳定性,在长时间存储以及在连续紫外灯照射下均表现优异的光学稳定性。基于核壳结构的FAPbBr3/CsPbBr3纳米晶所制备的LED最大电流效率(CE)和外部量子效率(EQE)分别为19.75 cd/A和8.1%。

本研究为核/壳PeNCs的制备提供了一种新思路和新方法以及在光电子领域的应用提供了现实的前景。相关结果以“Core/Shell Perovskite Nanocrystals: synthesis of highly efficient and environmentally stable FAPbBr3/CsPbBr3 for LED applications”为题,在线发表在Advanced Functional Materials(DOI: 10.1002/adfm.201910582)上。