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蓝光钙钛矿量子发射体的可控制备

摘要

PerovskiteLight-emittingDiodesPeLEDs

钙钛矿发光二极管（，）作为一种新兴的光

电器件，因其卓越的光电特性和灵活的波长调节能力，在显示技术和照明系统中展现出

巨大的潜力。这些器件的发光效率和色彩调制的可调性，使它们在未来的光电应用领域，

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尤其是高性能显示屏和先进照明解决方案中，成为备受期待的技术。然而，纯蓝光（

nm-475nm）PeLEDs的开发面临着光谱稳定性和低外量子效率（ExternalQuantum

Efficiency，EQE）的挑战，这主要是由于混合卤化物成分中的相分离现象所致。相分离

是指在混合卤化物中，不同卤素离子的溶解度差异导致的成分分离，从而影响了PeLEDs

的光谱稳定性和EQE。另一种实现纯蓝色发光的方法是通过调控钙钛矿量子点（Quantum

Dots，QDs）的尺寸，从而改变其发光波长。然而，钙钛矿量子点的性能往往受到较差

的尺寸分布和较高缺陷密度的阻碍。尺寸分布较宽会直接影响发光波长的一致性，而陷

阱密度则影响了发光效率。因此，需要找到一种方法来解决这两个问题。

本文提出了一种新颖的合成方法，将生长热力学控制与抛光驱动的配体交换过程相

结合，以生产高质量的量子点。生长热力学控制是一种通过控制反应条件（如温度、压

力和反应时间）来调控纳米颗粒生长的方法。通过这种方法，可以实现窄的尺寸分布，

从而保证了发光波长的一致性。而抛光驱动的配体交换过程则是一种通过化学手段去除

表面缺陷的方法。通过这种方法，不仅可以去除不完美的表面位点，而且可以用短链配

体取代长链配体，从而改善了量子点的光电性能。

首先，在基于生长热力学控制的富含Br的环境中，实现了强约束的纯蓝色（~470nm-

CsPbBrQDs12%

波长）3。这种方法可以实现窄的尺寸分布（的分散），从而保证了发光

波长的一致性。然后，通过抛光驱动的配体交换，不仅清除了表面的缺陷位点，还将原

始的长链有机配体替换为含苯的短链配体。这种方法不仅提高了材料的质量，而且增强

了其在各种应用中的性能和稳定性。这一步骤可以进一步改善量子点的光电性能，包括

提高光致发光量子产率（PhotoluminescenceQuantumYield，PLQY）、抑制俄歇复合以

及优化电荷传输特性。

通过这种新颖的合成方法，成功地制备出了高质量的纯蓝色PeLEDs。这种PeLEDs

在472nm处呈现纯蓝色电致发光（Electroluminescence，EL）发射，半峰全宽（FullWidth

attheHalfoftheMaximum，FWHM）为25nm，实现了10.7%的最大EQE和7697cd/m2

的明亮最大亮度。这些指标与迄今为止最先进的纯蓝色PeLEDs相当。更重要的是，这

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哈尔滨工程大学硕士学位论文

种纯蓝色PeLEDs在高电压下表现出超高的光谱稳定性、EQE的低滚降以及在连续工作

103cd/m2T127

下初始亮度为时的工作半衰期（）为分钟。

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总之，本文为纯蓝色PeLEDs的开发提供了一种有效的解决方案。本文的合成方法

不仅可以实现高质量的钙钛矿量子点，而且可以通过优化配体交换过程来进一步改善其

光电性能。这种新颖的合成方法将为纯蓝色PeLEDs的商业化应用打开新的可能性。同

时，本文的研究也为其他颜色的钙钛矿发光二极管提供了新的思路和方法。在未来的研

究中，能够进一步优化这种合成方法，以实现更高效、更稳定的钙钛矿发光二极管。

关键词：纯蓝光,钙钛矿量子点,钙