钙钛矿量子点发光二极管.pdf

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Research progress
一、金属有机卤化物 CH3NH3Pb X3( X =Cl，Br，I) 量 子点的研究进展
1、2012年，A.Kojima 等人报道了纳米 级的CH3NH3PbBr3量子点的合成，他们 使用多孔铝作为模板，使合成后的 CH3NH3PbBr3镶嵌在孔洞中，以具备纳 米量级的大小。
SAMSUNG 重心投 QLED
优点： 1.颜色亮，饱和度更好。例如：波 光粼粼的湖面，多层次彩色等 2.反应时间快，二极管开关速度快 3.屏幕尺寸大，商用价值高 4.大规模生产可行，成本较OLED低
缺点: 1.漏光。显像时依然会在该是 纯粹黑色显像处出现漏光的状 况 2.视角范围不如OLED 3.耗电大于OLED
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Device structure
钙钛矿层
多层结构，减少能级跳跃，有利于电子空穴的迁移
多层钙钛矿QLED设备的插图。 a）设备结构。 b）显示多层材料的横截面TEM图像 具有鲜明的对比。 比例尺，50纳米。 c）平带能级图。
有机钙钛矿量子点-无机钙钛矿量子点（中间层的不同）
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Research progress
三、新型二维半导体材料：超薄无机钙钛矿
1.受强离子性以及立方晶相制约，超薄 （单层、少层）CsPbBr3二维钙钛矿的 大产率高质量合成仍然非常困难。
2.南京理工大学曾海波团队采用溶液 化学合成方法，制备了高质量、大产 率、单层及少层厚度的全无机钙钛矿 CsPbBr3超薄纳米片
2、F. Zhang 等人进一步进行了实验 分析总得出增强的激子结合能和钝化 效果良好的表面共同作用使 CH3NH3PbBr3量子点的荧光量子效率超 过 70% 。
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Research progress
二、无机组分Cs Pb X3（X = Cl，Br，I）量子点的研究进展
1.2015年1月，L.Protesescu等人 发表合成了CsPbX3量子点
2.直径8nm，明显的光致发光，半 宽高窄，荧光量子效率高90%。发 光波长范围410-700nm
3.2015年7月，G.Nedulcu等人发表了 阴离子交换法合成CsPbX3量子的文章
4.2015年，南京理工大学曾海波教授课题组团 队采用ITO/PEDOT:PSS/PVK/QDs/TPBi/LiF/Al 器件构型，构筑了无机钙钛矿量子点QLED器件， 实现了红绿蓝三基色等多种颜色的电致发光， 这是该体系QLED的首次报道。
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Background
OLED
有机发光二极管（Organic LightEmitting Diode, OLED）又称为有机电 激光显示、有机发光半导体。由美籍华 裔教授邓青云（Ching W. Tang）于1979 年在实验室中发现。
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QLED
QLED是Quantum Dot Light Emitting Diodes的缩写，是不需要额外光源的自 发光技术。
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钙钛矿晶体，属于正交、四 方或立方晶系 钙钛矿(CaTiO3)的发现最早 可以追溯到1839年。 通用化学式AMX3的物质统称 为钙钛矿。 A代表碱土元素，M代表过渡 金属元素，X代表卤族元素。
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Perovskite quantum dot light emitting diode
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钙钛矿量子点发 光二极管
Reporter：LeqianDu
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Background
照明显示技术发展史
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第一代显示技术 阴极射线管（CRT）
一种电真空器件，通过 驱动电路控制电子发射 和偏转扫描，受控电子 束激光涂在屏幕上的荧 光材料而发出可见光。
特点： 亮度高、彩色鲜艳、寿 命长
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Background
照明显示技术发展史
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第三代显示技术 发光二极管（LED）
在某些半导体材料的PN结 中，注入的少数载流子与 多数载流子复合时会把多 余的能量以光的形式释放 出来，从而把电能直接转 换为光能
优点：亮度高、寿命长、 视角大、屏幕面积可大可 小。
缺点:耗电量大、价格昂贵
量子点 1.零维 2.胶体半导体
发光原理：材料中载流子在接受外来 能量后，达到激发态，在载流子回复 至基态的过程中，会释放能量，这种 能量通常以光的形式发射出去。
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量子点：其电子运动在三个维度上均受到约束，能量都
是量子化的 对于孤立原子，其荧光谱线尖锐且狭窄包含大约10010000个原子的量子点，其谱线同样狭窄。 其带隙会明显受到量子点尺寸的影响，则可通过改变其大 小，很容易实现其吸收及发射光谱的调节
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Compare OLED with QLED
从图中可以看出，四 款采用不同技术的电 视相比，QLED在亮度 上有明显的优势，相 比之下，OLED的颜色 则比较黯淡，在亮度 加成下，QLED的色彩 颜色也显得更加鲜艳， 更加接近人眼所看到 的物体。
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Compare OLED with QLED
缺点: 体积大、笨重、功耗大
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Background
照明显示技术发展史
第二代显示技术（主流） 液晶（LCD）
液晶分子受电场、磁场等 的影响发生可控性的偏转， 从而在背光源的配合下发 出不同颜色的光。
优点：节省空间，低耗电、 无辐射。
缺点: 可视角度小、维修 问题，易出现“坏点”。
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Market
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全球彩电产业正进入新的一 轮产业变革期，已有的彩电 市场销量下降，现有的彩电 技术尚未取得重大突破，黎 明前最是黑暗，在下一代显 示技术爆发之前，彩电市场 整体呈现出低迷的状况。
LED：下一个爆发点
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Perovskite quantum dot light emitting diode
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Problem：
• 结构不稳定
由于离子型晶体的钙钛矿材料不管是块状结构，二维纳米片和纳米线 或者零维的量子点上，稳定性能极差。晶体结构先天性的对极性溶剂 和氧气敏感。这将会严重影响围绕钙钛矿量子点为核心的光电器件。
• 环境不稳定