低荧光闪烁的钙钛矿核壳结构量子点发光二极管材料和器件研究

Quantum dots light emitting diodes（QLED）has broadly applications on full-color display panels and eco-friendly interior lighting as the reasons of high color index, low cost and facile processing. Recently, in order to solve the key problems of blinking, and low efficiency in QLED, scientists carried on lots of corresponding work including develop new materials, mechanism and devices. Till now, perovskite was regarded as one of the best materials of QLED because of its adjustable band gap, narrow photoluminescence spectrum and high quantum yield. In this program, the applicant propose to fabricate full-color emission, high efficient and stability QLED based on all-inorganic (CsPbX3 X=Cl, Br, I)@ZnS core-shell structure through all-solution processing approach. The first target of this project is to develop (CsPbX3 X=Cl, Br, I)@ZnS nanomaterials with nonblinking, stability and high efficient (>90%) through growing ZnS shell on the surface (CsPbX3 X=Cl, Br, I), which could alleviate the defects and non-radiative recombination, the second is to study the charge transfer mechanism between electrode/transfer layer/quantum dots, and achieve QLED device with external quantum efficiency (EQE) of 2%.

量子点发光二极管（QLED）具有高显色、低成本、制备方法简单等特点,在高质量信息显示和健康固体照明领域应用前景广泛。近年来，研究人员不断研制新材料和设计新结构来解决材料荧光闪烁强、器件外量子效率低等问题。目前，钙钛矿材料由于具有带隙可调控、半峰宽窄、荧光效率高等优点，被认为是极有可能作为QLED的潜在应用材料之一。申请者拟采用Type I型全无机钙钛矿（CsPbX3 X=Cl, Br, I)@ZnS核壳结构作为发光材料，研究全彩、高效、稳定的QLED器件。主要包括研究全无机钙钛矿核壳结构的可控制备工艺，采用宽带隙材料表面包覆以减少缺陷和非辐射复合，减弱荧光闪烁性能（Blinking）、提高材料的荧光量子效率（>90%）和稳定性；通过研究载流子在电极/传输层/量子点发光层的界面转移过程和调控方法，进一步阐明载流子复合、跃迁、损耗的机制；最后实现外量子效率达到~2%的高效QLED器件。

量子点发光二极管（QLED）具有高显色、低成本、制备方法简单等特点,在高质量信息显示和健康固体照明领域应用前景广泛。近年来，研究人员不断研制新材料和设计新结构来解决 材料荧光闪烁强、器件外量子效率低等问题。目前，钙钛矿材料由于具有带隙可调控、半峰宽 窄、荧光效率高等优点，被认为是极有可能作为QLED的潜在应用材料之一。本项目创新性的制备了荧光闪烁低、稳定性好、 量子效率高的核壳结构钙钛矿量子点材料；并对其光电器件应用进行了系统的研究。.重要研究结果包括：（1）通过结合固溶相合成，显微表征，光学测量和系统的第一性原理计算，我们研究了CsPbBr3-xIx/ZnS QD异质结构的结构和光电性能，该结构不仅可以增强钙钛矿量子点的光稳定性，还可以调整其PL特性和激发载流子的寿命。（2）构建了原位制备CsPbBr3 QDs@SiO2结构，可以同时增强CsPbBr3 QDs的光稳定性和发光性能，同时有效地抑制了单颗粒的荧光闪烁问题，并且有效地防止了钙钛矿QD之间的不期望的阴离子交换；通过将量子点嵌入无水SiO2球中，CsPbBr3 QD的ASE阈值降低了50％，相对光输出效率提高了388％。（3）采用十二烷基二甲基溴化铵（DDAB）钝化的CsPbBr3 QD作为有源发光层来制造具有倒置三明治结构的QLED。设计了基于ITO/ZnO/CsPbBr3QDs/MoO3/CBP/Al多层结构倒置结构的QLED器件，其高亮度为355 cd m-2，最大EQE为0.58％。（4）通过优化量子点发光二极管器件的空穴传输层结构，实现了最高亮度为10230 cdm-2，外量子效率达到7.9%的器件。高效稳定的量子点发光二极管器件的研究，为其在节能照明、高色域显示应用奠定了基础。