【摘 要】
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金属卤化物钙钛矿(MHPs)因其优异的光电性能和应用前景受到人们的广泛关注。在合成、储存与应用中,钙钛矿大多采用胶体形式。有机分子可以结合钙钛矿表面离子作为配体来钝化和保护发光纳米晶体,如油酸(OA)和油胺(OAm)通过氢键和离子对与钙钛矿结合,常用于钙钛矿纳米晶(PNCs)的制备。但这种相互作用比较微弱,使其界面动态不稳定,在纯化和储存过程中容易发生配体交换和丧失,进而破坏PNCs的发光性能、胶
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金属卤化物钙钛矿(MHPs)因其优异的光电性能和应用前景受到人们的广泛关注。在合成、储存与应用中,钙钛矿大多采用胶体形式。有机分子可以结合钙钛矿表面离子作为配体来钝化和保护发光纳米晶体,如油酸(OA)和油胺(OAm)通过氢键和离子对与钙钛矿结合,常用于钙钛矿纳米晶(PNCs)的制备。但这种相互作用比较微弱,使其界面动态不稳定,在纯化和储存过程中容易发生配体交换和丧失,进而破坏PNCs的发光性能、胶体稳定性以及结构完整性。因此,为了解决PNCs的不稳定问题,以及进一步提高其发光性能,需要合理地选择强结合的配体。本文便引入了超分子α-环糊精(α-CD)作为PNCs的配体,以提升PNCs的发光量子效率和稳定性,并在其基础上做了进一步的研究。主要工作如下:(1)以α-CD为单一配体、二氯甲烷(DCM)触发,采用再沉淀法合成了CsPbBr3钙钛矿晶溶胶。研究结果表明,与传统的OA和OAm组合配体(OA/OAm)、甲苯触发相比,α-CD_DCM体系具有更高的产率、更高的发光量子效率(PLQY),且在湿热环境中、紫外照射下均具有更好的稳定性。用X射线光电子能谱和傅里叶红外光谱揭示了电子对的改变,证明了环糊精的羟基与钙钛矿金属的强相互作用。同时,在此实验中使用的配体α-CD无毒且低成本,DCM相比传统使用的甲苯毒性也更低,因此该方法更经济、更生态友好。(2)α-CD介导,极性溶剂乙醇(Et OH)触发,室温下合成了CsPbBr3纳米晶溶胶。本章在前基础上做了进一步的探索,从原材料的经济性、毒性以及产物的性能出发选择了常见易得溶剂—Et OH触发制得CsPbBr3纳米晶溶胶。随后利用光致发光光谱、紫外-可见光谱、X射线衍射光谱、X射线光电子能谱、高倍透射电子显微镜等对纳米晶进行了表征。最终采用简单的方法,使用单一配体α-CD,在Et OH这种强极性溶剂中成功制备出发光性能优良的CsPbBr3纳米晶溶胶,该实验成功打破了之前单一配体钙钛矿在强极性环境下不能存在的观念,这将有助于拓宽CsPbBr3的应用范围。(3)对α-CD@CsPbBr3纳米晶溶胶进行了卤离子交换研究。采用KI,Na Cl来提供卤离子,在乙醇溶液中对所制α-CD@CsPbBr3纳米钙钛矿进行快速的卤离子交换,几乎可实现整个可见光范围内的发光调控,且卤离子交换后的CsPb X3发光性能以及稳定性均十分良好。
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