文献综述

1.引言

近两年，一种新的量子点体系，全无机钙钛矿量子点（CsPbX₃,X=Cl,Br,I）引起了学术界和产业界的广泛关注，并且已经围绕其各方面展开了大量的研究，他有固定的正交晶形结构，而且荧光量子效率极高（高达90%），荧光波长可调且覆盖整个波段，线宽窄。有望用于新一代量子点显示和照明技术中。

2. 量子点的简介

量子点是把导带电子、价带空穴及激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。量子点，电子运动在三维空间都受到了限制，因此有时被称为"人造原子"、"超晶格"、"超原子"或"量子点原子"，是20世纪90年代提出来的一个新概念。这种约束可以归结于静电势(由外部的电极，掺杂，应变，杂质产生)，两种不同半导体材料的界面(例如:在自组装量子点中)，半导体的表面(例如:半导体纳米晶体)，或者以上三者的结合。量子点具有分离的量子化的能谱。所对应的波函数在空间上位于量子点中，但延伸于数个晶格周期中。一个量子点具有少量的(1-100个)整数个的电子、空穴或空穴电子对，即其所带的电量是元电荷的整数倍。

3．CsPbX₃量子点的简介

钙钛矿量子点的合成方法比较简单，而且可以通过控制反应温度来控制晶粒大小。其中把粒径大小在1-100nm之间的钙钛矿材料称为钙钛矿量子点。全无机钙钛矿量子点结构简式为CsAX₃,金属离子A为二价的Pb² ,Sn² ,Ge² ,卤素离子X为Cl^-,Br^-,I^-,属于立方，正交或四方晶系^[1]。全无机钙钛矿量子点的优点：(1）合适的带系和能带排列；(2）优异的发光性能：荧光量子效率高达90%，荧光波长可调，而且可覆盖整个可见光范围，线宽窄；(3）良好的电传输特性 ^[2]

4.CsPbX₃量子点的研究现状

2009年，Kojima等人^[3]将有机金属卤化铅钙钛矿作为敏化剂应用在太阳能电池中，当该材料与与介孔的TiO₂结合后，钙钛矿晶体材料表现出了强的带吸收能力，基于钙钛矿CH₃NH₃-PbI₃制备的敏化太阳能电池的光电转换效率为3.8%，而基于CH₃NH₃PbBr₃所制备的电池，其光电压为0.96V，外部电子转换效率可达65%。2015年，Protesescu等^[4]合成全无机钙钛矿量子点. CsPbX₃,(X=Cl,Br,I),他们首先合成了前驱体溶液Cs 油酸盐溶液，之后在卤化铅盐PbX₂的十八稀溶液中，加入油胺和油酸两种稳定剂，再加入上述合成的前驱体溶液，5秒后冰水冷却得到CsPbX₃,(X=Cl,Br,I)量子点，在140℃-200℃之间改变合成温度，可以得到不同粒径的钙钛矿量子点。之后，该课题组又通过阴离子聚合的方法合成了CsPbX₃,(X=Cl,Br,I)量子点^[5]，通过控制卤化物的比例，合成可调荧光波长的卤化物钙钛矿量子点，这加快了合成反应的速度，但是上述合成方法也有明显缺陷：需要较高的温度，惰性气体保护，需局部注射等繁琐的实验条件。2016年，Li等 ^[6] 改进了钙钛矿量子点的制备方法，首次在室温条件下通过溶液的过饱和结晶，在几秒时间内制备出具有较高量子产率的钙钛矿量子点，即将PbBr₂和CsBr按1:1的比例溶于DMF或者DMSO中，然后加入油酸和油胺作为稳定剂，边搅拌边迅速加入到10ml甲苯中，反应得绿色荧光的钙钛矿量子点溶液。Sun等^[7]在室温下通过改变钙钛矿量子点表面的配体，制备不同形状的全无机钙钛矿量子点。球形量子点的配体为正己酸和辛胺，立方体量子点的配体为油酸和十二烷胺，棒状量子点的配体为醋酸和十二烷胺，片状量子点的配体为油酸和辛胺。他们研究比较了不同形态不同组成的钙钛矿量子点的发光特点，扩展了钙钛矿量子点在显示器，激光，发光二极管以及太阳能电池等方面的应用。5.钙钛矿量子点的应用

（1）在发光二极管上的应用：钙钛矿量子点具有较好的光学性质，荧光量子产率很高，荧光波长可调节而且可以覆盖整个可见光波段，，研究钙钛矿量子点在LED上的应用具有重要意义。全无机钙钛矿热稳定性较高，所以基于全无机钙钛矿量子点的LED器件得到了进一步发展。2015年，Yantara等^[8]首次利用CsPbBr₃制备了绿光LED器件，但荧光外量子效率仅为0.008%。随后，Song等^[9]改变器件结构为ITO/PEDOT:PSS/PVK/DQs/TPBi/LiF/AI,制得的绿光LED器件的外量子效率提高至0.12%。目前大多研究工作仍致力于进一步提高全无机钙钛矿量子点的外量子效率，进而扩展其在LED上的应用。