Advanced Science:提升无铅卤化物双钙钛矿纳米晶发光效率和稳定性的策略

由于铅卤化物钙钛矿纳米晶具有优异的光电性能,在发光二极管(LEDs)、太阳能电池、生物成像等领域展现出广阔的应用前景。然而,由于铅卤化物钙钛矿纳米晶本身的毒性和在湿度/氧/温度/光等环境下稳定性差的缺点,阻碍其在商业中的实际应用。为了解决这些问题,具有优异的稳定性、丰富和可调的光电性能、低的激子结合能和高的吸收效率等优点的无铅卤化物双钙钛矿材料成为了理想选择。尽管绿色、量子效率高和稳定性能优异的卤化物双钙钛矿体相材料被合成和应用,但是其纳米晶材料由于高的缺陷浓度、间接带隙和跃迁禁阻等特性,导致该类材料的光电性能与铅卤化物钙钛矿纳米晶相比仍然有较大的差距。因此,如何提高卤化物双钙钛矿纳米晶的发光效率和进一步改善其稳定性成为亟待解决的问题。

东华大学江莞、王连军教授与景德镇陶瓷大学合作,近日在《Advanced Science》发表了综述论文。本文首先对无铅卤化物双钙钛矿的晶体结构、电子结构和荧光发射机理进行了系统的介绍,分析了无铅卤化物双钙钛矿纳米晶荧光性能差的原因。在此基础上,重点介绍了合成策略、表面配体和离子掺杂/合金化对无铅卤化物双钙钛矿纳米晶荧光性能调控的研究进展。随后,讨论了无铅卤化物双钙钛矿纳米晶的稳定性,阐述了溴化物和碘化物双钙钛矿纳米晶不稳定的根源,并总结了改善稳定性的有效策略。除此之外,归纳了无铅卤化物双钙钛矿材料在LEDs领域的研究进展。最后,分析讨论了无铅卤化物双钙钛矿纳米晶在发光领域面临的挑战,并对未来的发展方向提出了展望。

论文信息:

Lead‐Free Halide Double Perovskite Nanocrystals for Light‐Emitting Applications: Strategies for Boosting Efficiency and Stability

Huidong Tang, Yanqiao Xu, Xiaobo Hu, Qing Hu, Ting Chen, Weihui Jiang, Lianjun Wang, Wan Jiang

Advanced Science

DOI: 10.1002/advs.202004118