导电高分子封装卤化铅铯钙钛矿量子点的制备与光电性能研究
全无机钙钛矿量子点因具有较高的光吸收系数、窄的发射光谱、高的光致发光量子产率、可调的组成和尺寸、可调的发射光谱等特性，所以极短的时间内引起了科研工作者的广泛关注，成为光电子器件和发光显示材料的热点。尽管全无机钙钛矿量子点在激光器、发光二极管等领域有非常较好的发展潜力，但其稳定性差一直是制约其发展与工业化应用的重大瓶颈之一。钙钛矿量子点稳定性不好的原因主要是其对空气中水和氧气极其敏感。本论文采用导电高分子聚合物对全无机钙钛矿量子点进行封装，明显地改善了全无机钙钛矿量子点在水中的稳定性，并对其光电性能进行了研究。主要研究内容如下： 1.采用热注入法合成了CsPbBr3全无机钙钛矿量子点（QDs），利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、紫外-可见吸收光谱（UV-visDRS）、光致发光光谱（PL）等分析手段，对制备的CsPbBr3QDs进行了表征。表征结果表明合成的钙钛矿量子点为斜方相结构，具有良好的结晶性和单分散性。该量子点在紫外-可见区域显示出了较高的吸收率，表现出明显的激子吸收特征，且具有尖锐的荧光发射谱，半峰宽低至19nm，禁带宽度为2.31eV。 2.采用光催化氧化法用导电高分子聚吡咯（PPy）对CsPbBr3QDs进行封装。PPy不仅是一种优良的空穴传输材料，而且在空气中非常的稳定。采用PPy对量子点进行封装，不仅能够有效地提升载流子的分离效率，同时PPy可以用作保护层以封装钙钛矿量子点，极大地改善了量子点在水中的稳定性。TEM分析结果表明CsPbBr3QDs成功地嵌入在PPy导电高分子聚合物中。红外光谱表明，CsPbBr3QDs-PPy复合材料表面富含的官能团特征峰和PPy非常吻合，证实了采用光催化氧化法成功地得到了PPy导电高分子聚合物。光电流测试表明复合PPy能够有效地提升载流子的分离效率。另外，将复合材料放在水中浸泡30天后，复合材料的物相基本保持不变，表明采用PPy封装可以很有效地保护量子点。 3.为了进一步提高CsPbBr3QDs的电荷分离效率，提升其光电性能，采用光催化氧化法，成功制备了聚苯胺（PANI）包覆无机钙钛矿量子点。TEM结果表明CsPbBr3QDs被包覆在PANI聚合物中。红外光谱表明，CsPbBr3QDs-PANI表面富含的官能团特征峰和聚苯胺的特征峰吻合，表明采用光催化氧化法成功得到了PANI聚合物材料。光电流结果表明和PANI复合能够大幅度地提高材料的载流子分离效率，有效地抑制了光生电子和空穴的复合。
钙钛矿量子点;光催化氧化法;载流子;聚吡咯;聚苯胺
上海应用技术大学
硕士
化学工程
张志洁;张东
2020
中文
TB383
2021-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）