白光LED用CsPbX3 QDs复合材料的制备及光学性质研究

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1、分类号：O6UDC：540学号：15451282246密级：公开温州大学硕士学位论文题目：白光LED用CsPbX3QDs复合材料的制备及光学性质研究作者姓名：邸小旋培养类型：学术型硕士研究生专业名称：化学研究方向：功能陶瓷材料化学指导教师：向卫东教授完成日期：2018年5月温州大学学位委员会温州大学学位论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得温州大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何

2、贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文作者签名：日期：年月日温州大学学位论文使用授权声明本人完全了解温州大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权温州大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本人在导师指导下完成的论文成果，知识产权归属温州大学。保密论文在解密后遵守此规定。论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日白光LED用CsPbX3QDs复合材料的制备及光学性质研究摘要全无机CsPbX3(X=Cl,B

3、r,I)钙钛矿量子点(QDs)由于具有全光谱、窄发射带、高量子产率，颜色可调等优异的光学性质，成为目前QDs发光材料的新秀。因此期望它们成为下一代照明、显示以及许多其他应用的有前景的材料。然而，由于CsPbX3QDs在空气环境中的稳定性较差，且不同的卤素间易发生阴离子交换反应，因此，提高QDs稳定性和防止离子交换反应的发生成为目前研究热点。本论文基于热注入法和热处理法制备CsPbX3QDs固体复合材料。然后通过一系列表征手段获得这些固体材料的微观形貌和发光性能信息，最后与商用InGaN蓝光芯片匹配制备白光LED器件，探讨CsPbX3QDs复合材料在白光LED方面的应用性。根据以上的研究

4、要点，本文的研究内容主要分为以下几部分：1．采用热注入的方法合成CsPbBr3QDs溶液，然后引入介孔二氧化硅包覆QDs得到QDs纳米复合材料。使用X射线粉末衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)探究纳米复合材料的微观信息。结果显示，纳米复合材料显示出了良好的结晶性能。荧光光谱（PL）结果表明纳米复合材料表现出优异的发光性能，相比于QDs溶液显示出了更加优异的化学和热稳定性，且在水溶液中依然发出强烈的绿光，这个结果进一步说明介孔二氧化硅的引入有助于提高QDs的稳I定性。随后，用制备的CsPbBr3QDs纳米复合材料与商用红色荧光粉2+Sr2Si5N8:Eu复合，与商用InGaN蓝光

5、芯片匹配后制备了白光LED器件，在20mA的电流下，CIE色坐标为(0.3365,0.3390)，光效达到47.6lm/W。此外，当增大电流至120mA，该白光LED器件也显示出了优异的色稳定性。研究结果说明QDs纳米复合材料在照明领域内具有潜在的应用。2．根据制备CsPbBr3QDs纳米复合材料的实验方法，进一步制备了CsPb(Br0.4I0.6)3QDs纳米复合材料。借助于一系列表征测试结果表明，CsPb(Br0.4I0.6)3QDs纳米复合材料不仅保持了QDs溶液的优异的发光性能且提高了QDs的稳定性。此外，混合CsPbBr3和CsPb(Br0.4I0.6)3QDs纳米复合材料时

6、也防止了阴离子交换反应的发生。因此这些优异的性能能够改善白光LED中存在的问题(低显色指数和高色温)。第一次用丝网印刷法将CsPb(Br0.4I0.6)3QDs纳米复合材3+料作为红色荧光粉涂敷在Ce:Y3Al5O12微晶玻璃上(Ce-PiG)，与InGaN蓝光芯片匹配后制备白光LED器件。在20mA的电流下，白光LED显示出优异的光学性质，光效为56lm/W，显色指数为92，R9为90。且白光LED器件连续工作24h后色温和显色指数并没有发生大的变化。这些结果表明红光钙钛矿纳米复合材料在暖白光LED上具有潜在的应用。3．用热处理法制备CsPbBr3QD玻璃，通过改变热处理温度研究其发

7、光性能。实验结果表明CsPbBr3QD玻璃具有出色的发光性能和窄带发射。CsPbBr3QD玻璃的化学和热稳定性得到了很大的提高以II及具有明显的阻水性质，即使在水溶液中存放24h依然有强烈的绿光发射。因此，QD玻璃能够应用于白光LED中。随后在QD玻璃的2+表面上涂覆一层CaAlSiN3:Eu红色荧光粉，与InGaN蓝光芯片匹配后制备白光LED。制备的白光LED具有出色的光学性能，如色温为3674K，显色指数为83.4。因此，全无机CsPbBr