BN/CsPbX3復(fù)合納米晶的制備及其白光LED應(yīng)用

董宇輝, 曾書玉, 韓博寧, 薛潔, 宋繼中, 曾海波

董宇輝, 曾書玉, 韓博寧, 薛潔, 宋繼中, 曾海波

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BN/CsPbX3復(fù)合納米晶的制備及其白光LED應(yīng)用

董宇輝, 曾書玉, 韓博寧, 薛潔, 宋繼中, 曾海波

(南京理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 納米光電材料研究所, 新型顯示材料與器件工信部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 南京 210094)

全無機(jī)鈣鈦礦(CsPbX3)納米晶因其出色的光電特性在光電子器件領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用, 然而穩(wěn)定性依然是制約其發(fā)展的瓶頸。本工作結(jié)合當(dāng)前的研究進(jìn)展, 采用全固態(tài)反應(yīng), 通過對(duì)球磨參數(shù)以及反應(yīng)物配比等多種條件的調(diào)控研究, 實(shí)現(xiàn)了在空氣中可穩(wěn)定放置60 d以上的BN/CsPbX3復(fù)合納米晶熒光粉, 其發(fā)光中心波長(zhǎng)可覆蓋417~680 nm的范圍, 發(fā)光峰半高寬為23~47 nm, 展示出極高的色純度。在出色發(fā)光性能基礎(chǔ)上, 進(jìn)一步將其直接應(yīng)用于白光LED照明, 獲得了出色、穩(wěn)定的發(fā)光性能。在空氣中放置1 m后, 其亮度衰減僅為0.7%, 且連續(xù)工作2 h后, 衰減程度小于4%, 展現(xiàn)出優(yōu)異的工作穩(wěn)定性。

無機(jī)鈣鈦礦; 穩(wěn)定性; 全固態(tài)反應(yīng); 白光LED應(yīng)用

近幾年, 全無機(jī)鈣鈦礦納米材料(尤其是CsPbX3, X=Cl, Br或I)因其超高的光致發(fā)光效率(PL QY)、可調(diào)諧的發(fā)光波長(zhǎng)、超窄的發(fā)光峰半高寬(FHWM)等成為發(fā)光領(lǐng)域的熱點(diǎn)材料[1-3], 被廣泛應(yīng)用于白光照明[1, 4]、發(fā)光二極管[5-6]、太陽(yáng)能電池[7-8]、光電探測(cè)器[9-10]等光電子器件領(lǐng)域。在白光照明領(lǐng)域, 基于CsPbX3極高的色純度和發(fā)光效率, 若能實(shí)現(xiàn)其熒光粉的大批量制備, 可得到高亮度、廣色域的照明光源。目前關(guān)于CsPbX3材料的制備、性質(zhì)及應(yīng)用等工作的報(bào)道已十分詳盡, 然而距離實(shí)際應(yīng)用仍然非常遙遠(yuǎn), 制約其發(fā)展的瓶頸在于穩(wěn)定性。由于CsPbX3自身的離子特性, 其在空氣穩(wěn)定、水穩(wěn)定、光穩(wěn)定以及熱穩(wěn)定性方面均面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[11]。當(dāng)前用于解決穩(wěn)定性的策略主要是通過在其表面包裹如Si、SiO2、大分子等材料[12-15], 以隔絕外界環(huán)境對(duì)它的影響, 從而提高穩(wěn)定性。但是以上方法主要通過溶液法完成包裹, 由于鈣鈦礦的離子特性, 對(duì)溶劑的選擇相對(duì)困難, 尤其是極性溶劑對(duì)其破壞作用較大; 此外溶液法制備容易引入雜質(zhì), 需要進(jìn)行較為復(fù)雜的后處理過程, 且會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染[16-17]。

基于以上考慮, 全固態(tài)合成CsPbX3納米晶(NCs)是很好的解決方法, 然而目前的報(bào)道十分匱乏[18], 且并未解決其穩(wěn)定性的問題。本研究旨在采用全固態(tài)反應(yīng)制備超穩(wěn)定CsPbX3NCs, 制備過程無溶劑參與, 亦無需進(jìn)一步清洗或后處理, 且為一步法的簡(jiǎn)單反應(yīng), 有利于大批量制備。采用具有防水特性的BN與CsPbX3NCs進(jìn)行復(fù)合, 通過一步法的全固態(tài)球磨反應(yīng)制備一系列超穩(wěn)定的CsPbX3NCs, 通過改變鹵素成分可實(shí)現(xiàn)417~680 nm的發(fā)光峰位調(diào)控。該方法制備的CsPbX3NCs熒光粉可在空氣中穩(wěn)定放置60 d以上, 并基于合理的多色熒光粉配比, 將其應(yīng)用于白光LED照明領(lǐng)域, 器件表現(xiàn)出優(yōu)異的發(fā)光性及穩(wěn)定性。

1 實(shí)驗(yàn)方法

CsPbX3NCs的典型合成: 等摩爾比的CsX、PbX2(Macklin, 1 mmol), 微米級(jí)的 h-BN粉末 (XFNANO, NO: XFBN02, 0.1 g), 以及雙十二烷基二甲基溴化銨 (DDAB, Aladdin, 0.1 g), 在開放的氛圍下將以上原料放入行星球磨機(jī)(QM-3MP4)的尼龍球磨罐中, 并配備直徑為3 mm的ZrO2球, 球料重量比為30 : 1。行星球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)置為500 r/min,球磨2~7 h后獲得均勻的CsPbX3NCs。

白光LED的構(gòu)筑: 將CsPbX3NCs分散于PMMA的甲苯溶液中攪拌均勻, 形成CsPbX3NCs/PMMA的混合溶液, 將混合溶液滴涂在藍(lán)光LED芯片(發(fā)光中心峰為460 nm)上, 真空下60℃烘干約12 h。

測(cè)試與表征手段: CsPbX3NCs的結(jié)晶質(zhì)量由X射線衍射(XRD, Bruker-AXS D8 Advance)表征。掃描電鏡(SEM)及能譜(EDS)分析由FEI Quanta 250F 設(shè)備完成。光致發(fā)光(PL)光譜通過熒光光譜儀測(cè)試(Varian Cary Eclipse)。LED的器件性能測(cè)試通過電源(Keithley 2400)及外量子效率測(cè)試系統(tǒng)(C9920-12, Hamamatsu Photonics)進(jìn)行評(píng)估。

2 結(jié)果與討論

2.1 CsPbX3 NCs的可控制備

本文采用全固態(tài)球磨反應(yīng)實(shí)現(xiàn)CsPbX3NCs的可控制備, 并在一定程度上解決了其穩(wěn)定性的關(guān)鍵問題, 其合成示意圖如圖1(a)所示。整個(gè)合成過程沒有惰性氣體保護(hù), 未隔絕氧氣和水, 該反應(yīng)模式可以制備大批量的CsPbX3NCs熒光粉, 與工業(yè)化生產(chǎn)兼容性好。圖1(b)為擴(kuò)大規(guī)模制備的碘基紅色熒光粉, 在紫外光的照射下, 發(fā)出紅色的熒光, 粉末并未采取任何后處理。

為了系統(tǒng)地優(yōu)化球磨條件, 如研磨介質(zhì)的大小、球料比、球磨轉(zhuǎn)速等, 研究其對(duì)CsPbX3NCs光學(xué)性能的影響, 對(duì)不同反應(yīng)條件制備的CsPbBr3NCs粉末PL光譜進(jìn)行測(cè)試表征(圖S1~S3)。從磨介ZrO2球的尺寸、球料比以及球磨轉(zhuǎn)速三方面進(jìn)行了研究, 研究表明, 在相同的測(cè)試條件下, 磨介ZrO2球尺寸為3 mm、球料比為30 : 1以及轉(zhuǎn)速為500 r/min時(shí), CsPbBr3NCs的發(fā)光性能最佳, 且發(fā)光色純度最高。

采用全固態(tài)球磨方法, 通過調(diào)節(jié)原料中鹵素的比例實(shí)現(xiàn)發(fā)光波長(zhǎng)的調(diào)諧。其多色粉末的PL光譜見圖2(a), 由圖可見, 其發(fā)光峰位在417~680 nm的范圍內(nèi)可調(diào), 幾乎覆蓋整個(gè)可見光波段。相應(yīng)的, 其多色粉末的實(shí)物圖見其插圖, 上層為自然光下的CsPbX3NCs, 而下層為365 nm紫外光輻照下的照片, 可見該方法對(duì)于合成不同組分的CsPbX3NCs具有普適性, 不僅如此, 圖中CsPbX3NCs發(fā)光譜的半峰寬(FHWM)均在23~47 nm的范圍(發(fā)光性能匯總見表S1), 展示了出色的發(fā)光色純度。文獻(xiàn)報(bào)道中有過飽和再結(jié)晶、微流體平臺(tái)以及快速陰離子交換等溶液方法[1, 17, 19-20], 表S2中詳細(xì)對(duì)比了這些方法制得的NCs性能參數(shù), 研究表明本文報(bào)道的CsPbX3NCs性能可與之比擬。可見該方法合成的CsPbX3NCs具有發(fā)光波長(zhǎng)可調(diào)、高色純度等優(yōu)點(diǎn), 在白光LED應(yīng)用領(lǐng)域有巨大潛力?？紤]白光LED應(yīng)用中的關(guān)鍵參數(shù)——色域, 對(duì)所制備CsPbX3NCs的色域進(jìn)行測(cè)試表征, 如圖2(b)所示。其國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)NTSC的色坐標(biāo)分別為: 藍(lán)色(0.155, 0.07), 綠色(0.31, 0.595), 紅(0.63, 0.34), 如圖2(b)中黑色線所示。圖中其余各點(diǎn)為球磨法制備的CsPbX3NCs色坐標(biāo), 由圖可知, 本文報(bào)道的CsPbX3NCs表現(xiàn)出更廣的顯示色域, 使顏色更鮮艷、還原度更高。其優(yōu)良的發(fā)光性能將推進(jìn)鈣鈦礦熒光粉在顯示和照明領(lǐng)域的應(yīng)用。

圖1 全固態(tài)球磨合成CsPbX3 NCs示意圖(a)和紫外光(365 nm)激發(fā)下的大產(chǎn)量紅色鈣鈦礦熒光粉末照片(b)

圖2 (a)不同組分CsPbX3 NCs的PL光譜, 內(nèi)部插圖為在正常日光和紫外光(黑色背景)下相應(yīng)粉末的照片; (b)Pe-NCs的色域光譜(內(nèi)黑線為NTSC)

在成功制備了發(fā)光波長(zhǎng)可調(diào)諧的CsPbX3熒光粉后, 對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了進(jìn)一步表征研究。圖3為不同鹵素比例CsPbX3NCs的SEM照片, 分別對(duì)應(yīng)于圖2的九個(gè)典型樣品。從圖3(a)~(e), Cl/Br比例逐漸減小, 原材料中對(duì)應(yīng)的比值依次為3/0、2.5/1、2/1、1/2和0/3; 類似地, 從圖3(f)~(i), Br/I的比例逐漸減小, 比例依次為2/1、1/2、1/2.5和0/3。由圖可知, NCs的尺寸分布為幾十至上百納米, 且不同組分的CsPbX3NCs均具有較為均勻的尺寸。這是由于盡管沒有溶劑參與反應(yīng)過程, 但是高速的球磨過程和研磨介質(zhì)間的作用力提供了一個(gè)高溫、高壓的環(huán)境, 有助于CsPbX3NCs的形核與生長(zhǎng)[21-22], 結(jié)晶質(zhì)量良好, 并已由XRD驗(yàn)證(見圖S4)。以上結(jié)果說明全固態(tài)的球磨反應(yīng)是一種普適的、可用于制備高結(jié)晶質(zhì)量、發(fā)光波長(zhǎng)可調(diào)Pe-NCs的方法, 將推動(dòng)鈣鈦礦在實(shí)際產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。

鑒于CsPbX3NCs的空氣穩(wěn)定性至關(guān)重要, 將直接影響在器件中的應(yīng)用, 選取最難實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性的CsPbI3NCs作為典型代表, 對(duì)其在空氣中的穩(wěn)定性進(jìn)行了測(cè)試表征。將CsPbI3粉末放置在開放的大氣中, 跟蹤記錄了60 d內(nèi)的PL強(qiáng)度變化如圖4(a)。研究表明, CsPbI3粉末的PL強(qiáng)度隨著時(shí)間的推移衰減緩慢, 在2 m后依然保持了初始值(PL QY為19.14%)的80%, 具有出色的穩(wěn)定性, 打破了CsPbI3熒光粉穩(wěn)定性差的發(fā)展瓶頸。進(jìn)一步對(duì)其結(jié)晶性進(jìn)行同步跟蹤監(jiān)測(cè)(圖4(b)), 亦未觀察到結(jié)晶性的明顯變化, 表明在60 d的時(shí)間里, 鈣鈦礦CsPbI3NCs并未發(fā)生明顯相變過程, 除了標(biāo)示出的略微過量的CsI, 所有的峰位幾乎保持著CsPbI3正交相, 進(jìn)一步驗(yàn)證了粉末的穩(wěn)定性。而圖4(c)為CsPbI3粉末在自然光和紫外光下的實(shí)物變化過程。由圖可見, 隨著時(shí)間推移, 在放置60 d后, 其發(fā)光強(qiáng)度與初始情況相比僅有略微的降低, 即使在潮濕的空氣中, 亦表現(xiàn)出優(yōu)異的空氣穩(wěn)定性, 將打破CsPbX3NCs的應(yīng)用限制, 拓寬其適用的范圍。

本研究通過復(fù)合BN粉末制備了高穩(wěn)定的CsPbI3NCs粉末, 利用BN對(duì)鈣鈦礦進(jìn)行包裹, 達(dá)到隔絕水氧的作用, 其用量將起到至關(guān)重要的作用。圖5(a)為不同BN用量對(duì)粉末發(fā)光穩(wěn)定性的調(diào)控。由圖可知, 當(dāng)原料中BN的含量過低時(shí), CsPbI3NCs粉末的發(fā)光十分不穩(wěn)定, 不到1 d, 熒光便淬滅, 這是由于包裹量過少, 而CsPbI3在暴露的空氣中十分不穩(wěn)定。而當(dāng)BN含量不斷增加, 其發(fā)光穩(wěn)定性得到明顯提升。當(dāng)添加量為0.1 g時(shí), 熒光強(qiáng)度1 w內(nèi)均未出現(xiàn)明顯衰減, 與圖4中結(jié)果相吻合。然而當(dāng)進(jìn)一步增加BN用量, 熒光強(qiáng)度將出現(xiàn)顯著衰減(圖S5), 這可能是由于過量的BN影響了鈣鈦礦粉末的合成過程, 因此, 本文中將BN的用量固定為0.1 g。對(duì)于此配比制備的CsPbI3粉末也采用SEM及EDS進(jìn)行了分析, 如圖5(b)和(c)所示。研究表明, 由于無溶劑參與反應(yīng)過程, 圖5(b)的大范圍SEM照片中粉末有輕微的團(tuán)聚, 與圖3結(jié)果相似, 但不影響其性能。其相應(yīng)的EDS元素分析圖譜在圖5(c)中呈現(xiàn), 可知粉末中B和N, 與Cs、Pb和I的分布幾乎完全同步, 說明BN在大范圍內(nèi)分布均勻, 球磨反應(yīng)十分充分。此外, 在元素成分中亦看到了少量的Br, 這是由于使用的表面活性劑DDAB中含有一定量的Br, 分布也十分均勻。在圖S6中也進(jìn)一步得到了驗(yàn)證, 其含量約為7.67%。

圖3 不同成分CsPbX3 NCs的SEM照片表征, (a)~(i)分別對(duì)應(yīng)圖2中九個(gè)典型樣品

(a-e): SEM images of CsPbClBr3–xNCs, the content of Br increases from (a) to (e); (f-i): SEM images of CsPbIBr3–xNCs, the proportion of Br decreases from (f) to (i)

圖4 空氣中穩(wěn)定的CsPbI3 NCs粉末

(a) The PL stability exposed in air; (b) X-ray diffraction (XRD) pattern of CsPbI3NCs powder; (c) Photographs of the powder samples with time changing under the sunlight (left) and UV light (right)

圖5 CsPbI3 NCs的穩(wěn)定性分析

(a) Stability test of CsPbI3NCs powder with different BN quantity; (b) SEM image of CsPbI3NCs; (c) Energy dispersive spectroscopy (EDS) mapping images of (b)

在前文敘述中, 已經(jīng)制得在敞開的環(huán)境中可穩(wěn)定存在的鈣鈦礦熒光粉末, 在此基礎(chǔ)上, 結(jié)合藍(lán)光LED芯片, 將其應(yīng)用于白光LED中, 并對(duì)元器件的性能進(jìn)行表征分析。在構(gòu)筑白光LED時(shí), 綠色的CsPbBr3粉末與紅色鈣鈦礦粉末(I/Br的比例為2.5/1)按照一定比例混合后分散于PMMA的甲苯溶液中, 將分散液滴涂于藍(lán)色LED芯片上, 封裝后即完成器件的組裝, 其示意圖見圖6(a)。器件發(fā)光的顏色可通過改變紅/綠Pe-NCs粉末的用量實(shí)現(xiàn)調(diào)控, 圖6(b)為三種典型發(fā)光的電致發(fā)光光譜, 分別為偏綠白光、白光以及偏紅白光。三種光譜均包含紅綠藍(lán)三個(gè)發(fā)光峰, 分別對(duì)應(yīng)著紅、綠Pe-NCs以及芯片自身的藍(lán)光。其中, 綠光發(fā)光峰中心位于532 nm, 紅光為650 nm, 與圖2中同組分CsPbX3NCs的發(fā)光峰位完全吻合, 沒有偏移, 說明熒光粉的發(fā)光性質(zhì)未發(fā)生變化。進(jìn)一步對(duì)白光LED的發(fā)光進(jìn)行了表征, 其發(fā)光情況如圖6(c)所示, 研究表明, 在2.5 V (啟亮電壓)時(shí)其發(fā)光相對(duì)較弱, 隨著電壓逐步增大, 其發(fā)光亮度也隨之明顯升高, 較高的亮度完全可以滿足照明的應(yīng)用需求。

在實(shí)際應(yīng)用中, 除了發(fā)光情況值得考評(píng), 器件工作的穩(wěn)定性也十分重要。為了檢驗(yàn)CsPbX3NCs基白光LED的穩(wěn)定性, 在無保護(hù)措施的情況下將其暴露于空氣中放置一段時(shí)間, 并檢測(cè)期間發(fā)光的穩(wěn)定性變化(圖7(a))。正如預(yù)期, CsPbX3NCs的穩(wěn)定性表現(xiàn)良好, 器件的發(fā)光強(qiáng)度在30 d時(shí)間內(nèi)幾乎沒有衰減, 僅降低了0.7%, 完全不影響使用。此外, 考慮到生活中照明設(shè)備常常需要連續(xù)工作, 進(jìn)一步測(cè)試表征了連續(xù)工作下的穩(wěn)定性。在2.7 V的工作電壓下, 將LED連續(xù)點(diǎn)亮工作2 h后, 重新測(cè)試其發(fā)光性能。研究表明, 經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)工作后, LED的發(fā)光強(qiáng)度僅從4.9×105cd/m2變?yōu)?.7×105cd/m2, 衰減幅度小于4%, 不影響正常工作。如此出色的工作穩(wěn)定性使得鈣鈦礦熒光粉在顯示、照明等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的前景。下一步工作將致力于進(jìn)一步提升鈣鈦礦熒光粉的亮度、穩(wěn)定性等性能, 推進(jìn)其在該領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)程。

圖6 Pe-NCs構(gòu)筑的白光LED

(a) Schematically depicts the packing method of white LED; (b) EL spectra of three typical devices exhibiting (1) green-white, (2) white, and (3) red-white; (c) Photographs of the white LED under different operating voltage

3 結(jié)論

本文采用全固態(tài)球磨反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了全無機(jī)鈣鈦礦復(fù)合納米晶熒光粉的制備。通過調(diào)節(jié)球磨原料中的鹵素比例, 可實(shí)現(xiàn)發(fā)光中心波長(zhǎng)在417~680 nm范圍的調(diào)控。采用具有防水性質(zhì)的BN與CsPbX3納米晶進(jìn)行復(fù)合, 獲得了可在空氣中穩(wěn)定放置60 d以上的鈣鈦礦熒光粉末。進(jìn)一步將該熒光粉直接應(yīng)用于白光LED照明領(lǐng)域, 獲得了出色、穩(wěn)定的發(fā)光性能。在空氣中放置一個(gè)月亮度衰減0.7%, 連續(xù)工作2 h后, 衰減<4%, 表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性, 將為發(fā)光照明領(lǐng)域的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

圖7 白光LED的穩(wěn)定性

(a) The luminance stability of white-light LED placed in the air measured at the voltage of 2.7 V; (b) The working stability of the white-light LED after continuous operating for 2 h

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[22] MANUKYAN K V, YEGHISHYAN A V, MOSKOVSKIKH D O,Mechanochemical synthesis of methylammonium lead iodide perovskite., 2016, 51(19): 9123–9130.

Supporting information:

BN/CsPbX3復(fù)合納米晶制備及其白光LED應(yīng)用

董宇輝, 曾書玉, 韓博寧, 薛潔, 宋繼中, 曾海波

(南京理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 納米光電材料研究所, 新型顯示材料與器件工信部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 南京 210094)

圖S1 不同比例磨球制備CsPbBr3納米晶粉末的PL光譜

Fig. S1 PL intensity of CsPbBr3NCs powder with different size of grind medium under the same test condition

圖S2 不同球料比制備CsPbBr3納米晶粉末的PL光譜強(qiáng)度

Fig. S2 PL intensity of CsPbBr3NCs powder with different ball-to-powder ratio under the same condition

圖S3 不同球磨轉(zhuǎn)速下制備CsPbBr3納米晶粉末的PL光譜強(qiáng)度

Fig. S3 PL spectra of CsPbBr3NCs powder with various rotation speed of the planetary mill

表S1 不同鹵素配比的CsPbX3發(fā)光性能匯總

Table S1 Comprehensive comparisons for the representative perovskite NCs

CsPbX3Emission peak/nmFWHM/nmCsPbX3Emission peak/nmFWHM/nm CsPbCl341723CsPbIBr255141 CsPbCl2.14Br0.8643023CsPbI2Br60547 CsPbCl2Br44727CsPbI2.14Br0.8664246 CsPbClBr248338CsPbI368040 CsPbBr353233

表S2 本文CsPbX3與典型溶液法制備的發(fā)光性能對(duì)比

Table S2 Comparison of FWHM of CsPbX3with typical solution synthesis

SampleSynthetic methodsFWHM/nmColor/nmRef. CsPbX3(X=Cl, Br, I)All-solid-state ball milling23?47417?680This work CsPbX3(X=Cl, Br, I)Supersaturated recrystallization12?39400?650[1] CsPbX3(CsPb(Br/Cl)3 -CsPbI3)Droplet-based microfluidic platform20?45470?690[2] CsPbX3(X=Cl, Br, I)Fast Anion-Exchange12?40410?700[3]

圖S4 不同鹵素配比的CsPbX3粉末XRD譜圖

Fig. S4 The X-Ray diffraction spectra of CsPbX3NCs powder with various halogen ratios

圖S5 BN用量為0.2 g時(shí)CsPbI3粉末的PL光譜

Fig. S5 The PL spectrum of CsPbI3powder adding amount of 0.2 g of BN

圖S6 CsPbI3粉末的SEM照片和元素比例(a)以及EDS能譜(b)

Fig. S6 EDS information of CsPbI3NCs powder

(a) SEM image with corresponding atomic percentage information; (b) EDS spectrum of CsPbI3NCs

[1] LI X, WU Y, ZHANG S,CsPbX3quantum dots for lighting and displays: room-temperature synthesis, photoluminescence superiorities, underlying origins and white light-emitting diodes.,2016, 26(15): 2435–2445.

[2] LIGNOS I, STAVRAKIS S, NEDELCU G,Synthesis of cesium lead halide perovskite nanocrystals in a droplet-based microfluidic platform: fast parametric space mapping.,2016, 16(3): 1869–1877.

[3] NEDELCU G, PROTESESCU L, YAKUNIN S,Fast anion-exchange in highly luminescent nanocrystals of cesium lead halide perovskites (CsPbX3, X = Cl, Br, I)., 2015, 15(8): 5635–5640.

BN/CsPbX3Composite Nanocrystals: Synthesis and Applications in White LED

DONG Yu-Hui, ZENG Shu-Yu, HAN Bo-Ning, XUE Jie, SONG Ji-Zhong, ZENG Hai-Bo

(MIIT Key Laboratory of Advanced Display Materials and Devices, Institute of Optoelectronics & Nanomaterials, School of Materials Science and Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China)

All inorganic perovskite (CsPbX3) nanocrystals has wide applications in the field of optoelectronic devices due to its excellent photoelectric characteristics, however, stability is still the bottleneck restricting its development. Combining with the current research progress, the BN/CsPbX3composite nanocrystals phosphors was synthesizedall-solid-state reactions. During the process, parameters of ball milling, ratio of reactants and other reaction conditions were optimized, thus the BN/CsPbX3composite nanocrystals can be stable in the air for more than 60 days. Its luminescence wavelength can cover the range of 417-680 nm with full width at half maximum of 23-47 nm, showing high color purity, and was further used in white LED with high stability and luminance. After placed in the atmosphere for a month, the attenuation of LED luminance is only about 0.7%, and less than 4% deterioration was observed after continuous work of 2 h, showing great working stability.

all-inorganic perovskite; stability; all-solid-state reaction; white LED applications

1000-324X(2019)01-0072-07

10.15541/jim20180207

TQ174

A

2018-05-02;

2018-07-24

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目(2016YFB0401701); 國(guó)家基礎(chǔ)研究計(jì)劃(2014CB931702); 國(guó)家自然科學(xué)基金(51572128, 61604074, 21403109, 51672132); NSFC-RGC項(xiàng)目(5151101197); 江蘇省自然科學(xué)基金(BK20160827); 中國(guó)博士后科學(xué)基金(2016M590455); 中央大學(xué)基礎(chǔ)研究基金(30917011202, 30915012205); 江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程項(xiàng)目 National Key Research and Development Program of China (2016YFB0401701); National Basic Research Program of China (2014CB931702); National Natural Science Foundation of China (51572128, 61604074, 21403109, 51672132); NSFC-RGC (5151101197); Natural Science Foundation of Jiangsu Province (BK20160827); China Postdoctoral Science Foundation (2016M590455); Fundamental Research Funds for the Central Universities (30917011202, 30915012205); PAPD of Jiangsu Higher Education Institutions

董宇輝(1991–), 女, 講師. E-mail: dong.yuhui@njust.edu.cn

曾海波, 教授. E-mail: zeng.haibo@njust.edu.cn