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Integración de perovskitas ecológicas para diodos emisores de luz blanca de alta eficiencia

Resumen

Los puntos cuánticos de perovskita (QD) se han utilizado ampliamente en diodos emisores de luz blanca (WLED), debido a su alto rendimiento cuántico (QY), banda prohibida sintonizable y preparación simple. Sin embargo, las QD de perovskita que emiten rojo normalmente contienen yodo (I), que no es estable bajo irradiación de luz continua. En este documento, el WLED a base de perovskita se fabrica con perovskitas inorgánicas dopadas con bismuto (Bi) sin plomo Cs 2 SnCl 6 y CsPbCl 3 dopado con Mn menos plomo QD, que emite luz blanca con coordenadas de color de (0.334, 0.297). El Cs bi-dopado 2 SnCl 6 y CsPbCl 3 dopado con Mn Ambos QD muestran una excelente estabilidad cuando se mantienen en el aire ambiente. Como beneficio de esta característica deseada, el WLED preparado muestra una excelente estabilidad junto con el tiempo de operación. Estos resultados pueden promover la aplicación de QD de perovskita inorgánica en el campo de los WLED.

Introducción

Entre la tecnología de iluminación de estado sólido, los diodos emisores de luz blanca (WLED) son excelentes candidatos para reemplazar las lámparas incandescentes por sus méritos de alta conservación de energía, larga vida útil, alta eficiencia luminosa y emisiones polarizadas [1]. En general, los WLED fueron reconocidos como un tipo de fuentes de iluminación de estado sólido económicas y eficientes [2, 3]. La tecnología QD-LED se ha desarrollado gradualmente en los últimos años, debido a su alta estabilidad y alto rendimiento cuántico (QY) de puntos cuánticos (QD) [4]. Recientemente, las perovskitas han atraído mucha atención y se han aplicado en muchos campos diferentes [5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15]. Se han logrado células solares de perovskita con una eficiencia de conversión de energía (PCE) superior al 23% debido a sus excelentes coeficientes de absorción (Abs), largas longitudes de difusión del portador y alta movilidad del portador [5,6,7]. CsPbBr 3 -Los cables PbSe encapsulados han mostrado un buen rendimiento optoelectrónico, incluida una alta capacidad de respuesta (~ 10 4 A W −1 ) y velocidad de respuesta justa (~ ms), demostrando su gran potencial aplicación en campos de fotodetección [8,9,10]. Además, se han introducido perovskitas en dispositivos fotónicos. Las características notables de la perovskita, como las composiciones de fase rica y la capacidad de proceso de solución a baja temperatura, hacen que la perovskita se pueda aplicar en transistores [5]. CsPbX 3 puede realizar emisión espontánea amplificada de umbral bajo y emisión láser. QD [11]. Sobre todo, los QD de perovskita son el material más prometedor entre los QD para la aplicación de LED, debido a su alto QY (hasta> 90%), fotoluminiscencia intensa (PL), procedimiento de preparación simple y bandgaps altamente ajustables (de 1,46 a 2,50 ev) [11,12,13,14,15,16]. Sin embargo, la reacción de intercambio aniónico entre las perovskitas y la inestabilidad de la perovskita que contiene yodo (I) restringió en gran medida el desarrollo de QD de perovskita hacia la aplicación de WLED. Sun y col. propuso utilizar encapsulación de sílice para mejorar la estabilidad y evitar el intercambio aniónico [17]. La estabilidad al aire de los QD de perovskita se mejoró enormemente, pero la estabilidad de WLED no es lo suficientemente buena debido a la caída significativa de la luz roja. Entonces, Shen et al. usó el caparazón de antraceno para proteger los QD de perovskita emisores de rojo, lo que mejoró la estabilidad del LED frente a la corriente [18]. Zhong y sus compañeros de trabajo utilizaron directamente K 2 emisor de rojo SiF 6 :Mn 4+ fósforo para reemplazar las QD de perovskita que contienen yodo (I) [19]. Sun y sus compañeros de trabajo también presentaron el mismo método para mejorar la estabilidad del LED [20]. Debido a las líneas de emisión nítidas de las QD de perovskita, por lo general se utilizan en aplicaciones de visualización de luz de fondo con chips LED que emiten azul [21, 22]. Estos WLED no son adecuados para iluminación de estado sólido, porque su CRI es bastante bajo. Recientemente, varios informes han preparado fósforo monofásico de perovskitas, que poseen amplios anchos de línea. Sin embargo, los QY de este tipo de material son relativamente bajos [23,24,25]. Otro gran problema es que las QD de perovskita contienen plomo, que es un veneno para la salud y el medio ambiente [26, 27]. Con la creciente preocupación por este riesgo, se han hecho restricciones para limitar el uso de Pb en la electrónica de consumo. Se han realizado muchos esfuerzos para explorar y reemplazar el plomo con elementos menos tóxicos como Sn, Ge, Bi y Sb, que tienen una estructura de banda electrónica análoga [28, 29, 30]. Sin embargo, sus propiedades optoelectrónicas no pueden compararse con las de sus homólogos basados ​​en Pb. El dopado de elementos menos tóxicos en la red de perovskita ha sido una ruta alternativa, que puede introducir nuevas propiedades ópticas, electrónicas y magnéticas [31, 32]. Por ejemplo, Zhang et al. han preparado QD de perovskita dopada con Mn con QY de hasta 54% y la relación de sustitución de Mn más alta fue del 46% [31]. Tang y sus colaboradores informaron sobre perovskitas inorgánicas sin plomo bi-dopadas. Después de dopar Bi, el PLQY de Cs bi-dopado 2 SnCl 6 se ha mejorado al 78,9% [33].

En este trabajo, presentamos CsPbCl 3 dopado con Mn QD y C bidopados 2 SnCl 6 como la luz de emisión naranja y la luz de emisión azul para fabricar WLED de alto rendimiento. Estos dos materiales pueden excitarse con luz ultravioleta y exhiben QY altos bajo luz ultravioleta. También contienen el mismo anión Cl, que evita la reacción de intercambio aniónico durante el proceso de mezcla. Además, cabe señalar que los anchos de línea de emisión de estas dos perovskitas son muy amplios, lo que facilita la formación de un espectro continuo. En un WLED con un CCT de 5311K, se lograron las coordenadas de color de (0.334, 0.297) y un CRI de 80. Sobre todo, este WLED mostró una excelente estabilidad frente a corrientes crecientes y tiempo de trabajo.

Métodos

Materiales y productos químicos

Carbonato de cesio (Cs 2 CO 3 , 99,9%), cloruro de plomo (II) (PbCl 2 , 99,999%), cloruro de cesio (CsCl, 99,99%), ácido oleico (OA, 90%) y 1-octadeceno (ODE, 90%) se obtuvieron de Alfa Aesar. Tetrahidrato de cloruro de manganeso (MnCl 2 · (H 2 O) 4 , 99,99%), oleilamina (OAm, 80-90%) y cloruro de estaño (SnCl 2 , 99,99%) se adquirieron de Aladdin. Cloruro de bismuto (BiCl 3 , 99,99%) y polimetilmetacrilato (PMMA) se obtuvieron de Macklin. Se adquirió ácido clorhídrico (HCl, 37% en peso en agua) de Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. Se obtuvo metanol (99,5%) de Kermel. Se adquirieron tolueno (99,0%) y acetato de etilo (99,5%) de Concord. El hexano se obtuvo de Beijing Chemical Factory.

Procesos de síntesis

Preparación de Cs-oleato

La solución de oleato de cesio se preparó de acuerdo con el enfoque de Kovalenko y colaboradores [31]. En resumen, 0,8 g de Cs 2 CO 3 , Se cargaron 2.5 mL de OA y 30 mL de ODE en un matraz de tres bocas y se secaron al vacío a 120 ° C durante 1 h. A continuación, el matraz se cambió a N 2 atmósfera y calentado a 150 ° C hasta que todos los Cs 2 CO 3 disuelto.

Síntesis de CsPbCl 3 dopado con Mn

El CsPbCl 3 dopado con Mn fue sintetizado por el método de inyección en caliente. Normalmente, 0,0615 g de PbCl 2 , 0,08 g de MnCl 2 (H 2 O) 4 , 1 ml de OAm, 1 ml de OA y 5 ml de ODE se agregaron a un matraz de tres bocas de 25 ml y se secaron al vacío a 120 ° C durante 1 h. Y luego, el matraz se calentó hasta 180 ° C bajo nitrógeno. A esta temperatura, se inyectaron posteriormente 0,5 ml de OAm seco y 0,5 ml de OA seco para solubilizar las fuentes de Pb y Mn. Luego, se inyectaron rápidamente 0,4 ml de oleato de Cs y, después de 5 s, la solución se enfrió con un baño de hielo. Las QD se precipitaron con hexanos y acetato de etilo en una proporción de 1:3. Luego, la solución se centrifugó a 5500 rpm durante 5 min. Después de la centrifugación, los precipitados se dispersaron en tolueno.

Síntesis de Cs bidopadas 2 SnCl 6

El Cs bi-dopado 2 SnCl 6 fue sintetizado por el método de reacción hidrotermal. Normalmente, 0,337 g de CsCl, 0,189 g de SnCl 2 , 0,032 g de BiCl 3 polvos y 4,0 ml de ácido clorhídrico al 37% se sellaron en un autoclave revestido de teflón (30 ml) y se calentaron a 220ºC durante 20 h. Después de la reacción, el autoclave se enfrió lentamente a temperatura ambiente y un cristal blanco de Cs 2 bi-dopado SnCl 6 podría separarse mediante centrifugación (3000 rpm, 2 min).

Fabricación de dispositivos LED

Se compraron chips UV-LED con una longitud de onda máxima de emisión centrada en 365 nm de Shine On Corp. En una preparación típica, una cierta cantidad de Cs 2 bi-dopado SnCl 6 El polvo se mezcló con una solución de PMMA / tolueno y se recubrió sobre el chip UV-LED. A continuación, CsPbCl 3 dopado con Mn La solución QD se añadió a una solución transparente de PMMA / tolueno de 1 ml. Después de eso, el CsPbCl 3 dopado con Mn La solución se recubrió sobre el chip UV-LED que ya estaba recubierto con Cs 2 Bi-dopado SnCl 6 . Luego, el dispositivo se curó a temperatura ambiente durante 30 minutos.

Medición y caracterización

Los espectros de emisión de fluorescencia se realizaron en un espectrómetro Ocean Optics. Los espectros de absorbancia de las muestras se midieron usando un espectrofotómetro Shimadzu UV-2550. Para Cs 2 bi-dopado SnCl 6 Los espectros de reflectancia difusa (R) se midieron con el espectrómetro Ocean Optics, y el coeficiente Abs α se obtuvo utilizando la teoría de Kubelka-Munk (1 - R ) × (1 - R ) / 2 R . Los espectros de excitación y la espectroscopia PL resuelta en el tiempo (TRPL) se han medido con un espectrómetro de fluorescencia Edinburgh FLS920. La morfología de los QD fue adquirida por un microscopio electrónico de transmisión (TEM) FEI Tecnai G2 Spirit TWIN que funciona a 100 kV. Quanta 450 FEG ha realizado mediciones con microscopio electrónico de barrido (SEM) y espectroscopía de rayos X de dispersión de energía (EDX). Los patrones de difracción de rayos X (XRD) de perovskitas se llevaron a cabo utilizando un difractómetro de rayos X Bruker D8 Advance (Cu Kα: λ =1,5406 Å). Los PL QY absolutos de las muestras se obtuvieron mediante un espectrómetro de fluorescencia (FLS920P, Edinburgh Instruments) equipado con una esfera integradora con su cara interior recubierta con BENFLEC. El brillo y la eficiencia se midieron con el sistema de medición de electroluminiscencia ATA-1000 (Everfine en la República Popular de China).

Resultados y discusión

Cs bidopado 2 SnCl 6 perovskita se sintetizó de acuerdo con el enfoque anterior con pocas modificaciones [33]. Los espectros de Abs y PL de Cs bi-dopado 2 SnCl 6 se presentan en la Fig. 1a. Como se muestra en la Fig. 1a, el pico agudo de Abs alrededor de 375 nm podría asignarse a las transiciones de la banda de defecto (causada por el dopaje Bi) al mínimo de la banda de conducción del anfitrión, lo cual está en buena conformidad con informes previos [33]. El patrón XRD también indica la formación de perovskita a base de Sn (Fig. 3a). Todos los picos de difracción coincidieron bien con el Cs 2 SnCl 6 estructura cristalina (ICSD # 9023), y no se detectaron fases de impurezas, lo que está en buena conformidad con un informe anterior [33]. El Cs bi-dopado 2 SnCl 6 puede excitarse con luz ultravioleta (365 nm) y exhibe una luz azul brillante con el pico de emisión PL ubicado a 465 nm (Fig. 1a). El ancho completo a la mitad del máximo (FWHM) de Cs bi-dopado 2 SnCl 6 es 65 nm, y el QY de Cs bi-dopado 2 SnCl 6 es hasta 76%. El espectro de excitación PL (PLE) de Cs 2 bi-dopado SnCl 6 se ha medido (detectado a 465 nm) y se muestra en la Fig. 1a. Se puede observar un pico amplio ubicado a 350 nm en el espectro PLE de Cs 2 bi-dopado SnCl 6 , que cambia ligeramente en comparación con el espectro Abs. La variación similar se observó en un informe anterior [33]. Además, este Cs 2 bi-dopado SnCl 6 muestra una excelente estabilidad. Después de ser irradiado durante 300 h con luz ultravioleta, la intensidad de PL es casi constante. El polvo de perovskita puede mantener su QY después de estar expuesto al aire durante 3 meses (25 ° C, humedad relativa 35-50%).

un Espectros Abs, PL y PLE de Cs bi-dopado 2 SnCl 6 QDs. El recuadro es la fotografía de la muestra bajo excitación UV. b Espectros Abs, PL y PLE de CsPbCl 3 dopado con Mn QDs. El recuadro es la fotografía de la muestra bajo excitación UV

CsPbCl 3 dopado con Mn Los QD se prepararon de acuerdo con un proceso establecido con modificaciones menores [32]. Como se muestra en la Fig. 1b, se observa el pico de Abs a alrededor de 400 nm, que se asigna a los Abs de excitación de CsPbCl 3 . Bajo luz ultravioleta (365 nm), la solución QD muestra una emisión de color naranja brillante (Fig. 1b, recuadro). Se observan dos picos en el espectro de emisión PL, que se centran en 405 nm y 595 nm, respectivamente (Fig. 1b). El pico a 405 nm se asigna al CsPbCl 3 host, mientras que la banda de emisión amplia con el FWHM a aproximadamente 80 nm se asigna a Mn 2+ emisión d-d [31, 34]. El QY de nuestro producto está llegando al 52%, que es comparable con otros informes [32, 35, 36]. El espectro PLE de CsPbCl 3 dopado con Mn se ha medido (detectado a 595 nm) y se muestra en la Fig. 1b. El espectro PLE de CsPbCl 3 dopado con Mn sigue de cerca el espectro de Abs, lo que demuestra que el fuerte pico PL de la emisión de Mn se origina en el excitón de la perovskita. Las QD preparadas muestran una estabilidad excelente, que puede preservar sus propiedades de emisión en atmósferas ambientales durante al menos 3 meses (25 ° C, humedad relativa 35-50%).

La vida útil PL de los Cs bidopados 2 SnCl 6 y CsPbCl 3 dopado con Mn se midieron utilizando TRPL. Como se muestra en la Fig. 2a, la curva de desintegración de Cs 2 bi-dopado SnCl 6 se ajusta bien mediante una función exponencial y la vida útil es de 375 ns, lo que concuerda con el informe anterior [33]. En cuanto a CsPbCl 3 dopado con Mn QD, la vida útil es más larga (1,7 ms), lo que respalda que se origina a partir de la transición del campo de ligando de espín prohibido del Mn 2+ iones [32].

un Decadencia de PL y curvas ajustadas de Cs bi-dopado 2 SnCl 6 . b Decadencia de PL y curvas ajustadas de CsPbCl 3 dopado con Mn

La Figura 3b muestra la imagen SEM de Cs 2 bi-dopado SnCl 6 perovskita. El esférico Bi-dopado Cs 2 SnCl 6 Se puede observar perovskita con un diámetro de 53 nm. Las imágenes EDX y de mapeo confirman aún más la presencia de Bi en Cs 2 SnCl 6 (Fig. 3j, c – f). La relación de Cs, Sn, Bi y Cl es 1:0,62:0,14:3, lo que concuerda con otros informes [33]. La Figura 3g muestra la imagen TEM de CsPbCl 3 dopado con Mn QDs. Como puede verse, el CsPbCl 3 dopado con Mn Los QD muestran una morfología cúbica con un tamaño medio de ∼ 12 nm. Como puede verse en la Fig. 3k, la relación de Cs, Pb, Mn y Cl es 1:0,77:0,19:2,68. La imagen HRTEM muestra las franjas de celosía del CsPbCl 3 dopado con Mn QDs, que muestra una distancia interplanar de 3,67 Å, ​​y coincide bien con la del plano (101) (Fig. 3h). El patrón SAED se muestra en la Fig. 4c. Podemos ver que los QD poseen una estructura cristalina tetragonal con los planos (101) y (200) correspondientes (Fig. 3i) [31]. Patrón XRD del CsPbCl 3 dopado con Mn QDs muestra que los picos de difracción corresponden a la fase tetragonal, lo cual es consistente con los resultados de SAED.

un Patrones XRD de Cs bidopados 2 SnCl 6 y CsPbCl 3 dopado con Mn QD, b la imagen SEM de Cs bi-dopado 2 SnCl 6 , c - f las imágenes de mapeo de Cs bi-dopado 2 SnCl 6 , g Imagen TEM de CsPbCl 3 dopado con Mn perovskita QD, h Imagen de microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM) de CsPbCl 3 dopado con Mn QD, i patrón de difracción electrónica de área elegida (SAED) de CsPbCl 3 dopado con Mn , j el espectro EDX y Cs bi-dopado 2 SnCl 6 y k el espectro EDX de CsPbCl 3 dopado con Mn

un Espectros PL de CsPbCl 3 dopado con Mn QD a diferentes concentraciones. b Variación de las coordenadas de color de CsPbCl 3 dopado con Mn QD a diferentes concentraciones

Para adquirir la concentración óptima de dopaje de Mn, el pico de emisión y la variación de FWHM se analizan y se muestran en la Fig. 4. Se puede ver en la Fig. 4a que la intensidad de PL aumenta a medida que la concentración de Mn 2 + aumenta de 3,04 a 6,45 mg / ml. Aumentando aún más el Mn 2+ La concentración hace que la intensidad del PL disminuya, lo que se debe al efecto auto-Abs a alta concentración. Durante todo el proceso, la posición del pico PL y el FWHM permanece igual. En otras palabras, el cambio de Mn 2+ La concentración no tiene ningún efecto sobre el pico de emisión de PL y FWHM, que también se verifican mediante la tabla de coordenadas de color (Fig. 4b). No importa cómo cambie la concentración, las coordenadas de color se mantienen básicamente en (0.535, 0.460) (los puntos negros). Por lo tanto, la concentración de 6.45 mg / mL se toma como la concentración óptima.

Se fabricó un WLED recubriendo Cs bi-dopado que emite azul 2 SnCl 6 polvo y CsPbCl 3 dopado con Mn emisor de naranja QD en un chip LED de 365 nm disponible comercialmente (Fig. 5a). Como se muestra en la Fig. 5b, se pueden ver dos picos obvios en el espectro EL del WLED, que se atribuyen a Cs 2 bi-dopado SnCl 6 y CsPbCl 3 dopado con Mn . La perseverancia de estos dos picos indica que no se producen intercambio de aniones y otras reacciones químicas en el proceso de fabricación. En luz blanca brillante con coordenadas de color de (0.334, 0.297), se puede observar la temperatura de color correlacionada de 5311 K cuando el WLED funciona a 15 mA (Fig. 5b yc). La mayor eficiencia luminosa y luminancia del WLED alcanza hasta 20,8 lm / W y 78.000 cd m −2 , respectivamente, que son comparables con otros WLED basados ​​en chips UV [4, 37,38,39].

un Esquema del proceso de fabricación del WLED; b espectro electroluminiscente (EL) de WLED; c coordenadas de color del dispositivo WLED, CsPbCl 3 dopado con Mn QD y C bidopados 2 SnCl 6。 (el punto negro dentro del círculo son las coordenadas de color blanco y el asterisco representa la perovskita azul y naranja). Los insertos son la fotografía del WLED

Los espectros de emisión del WLED tal como se fabrica con las corrientes de activación de 5 mA-120 mA se dan en la Fig. 6a. Las características detalladas que incluyen coordenadas de color, CCT y CRI del WLED tal como se fabrica se muestran en la Tabla 1. Como se muestra en la Fig. 6a, las intensidades EL de ambos picos aumentan gradualmente junto con el aumento de la corriente y no muestran saturación. Además, no se produjo ningún cambio obvio de la posición del pico para el espectro EL bajo diferentes corrientes de inyección. Las coordenadas de color de estos espectros PL se muestran en la Fig. 6b. Las coordenadas de cromaticidad muestran un pequeño cambio ( x <0.02, años <0.02) hacia la izquierda con el aumento de las corrientes de conducción. Podemos observar que la intensidad EL de Cs bi-dopado 2 SnCl 6 aumenta más rápido que el del CsPbCl 3 dopado con Mn , lo que puede provocar que las coordenadas de cromaticidad se muevan hacia la izquierda. Sin embargo, la variación de FWHM y el desplazamiento del pico de emisión también hacen que se muevan las coordenadas de cromaticidad. Como comentamos anteriormente, el pico de emisión no cambia con el aumento de las corrientes. Debido a su amplio FWHM, los picos de emisión de Cs bi-dopado 2 SnCl 6 y CsPbCl 3 dopado con Mn superposición, que es difícil de analizar la variación FWHM. Por lo tanto, se han fabricado LED monocromáticos para analizar cada variación de FWHM. Las figuras 6c yd muestran los espectros de emisión de Cs 2 bi-dopado SnCl 6 y CsPbCl 3 dopado con Mn LED, respectivamente. En el amplio rango de corriente de 5 a 120 mA, no se produce ningún desplazamiento de los picos de emisión de PL, lo que está de acuerdo con los resultados de WLED (Fig. 6c yd). La variación FWHM de los LED revestidos bajo diferentes corrientes se muestra en la Fig. 6e. Como puede verse, las FWHM de Cs bidopadas 2 SnCl 6 y CsPbCl 3 dopado con Mn son casi constantes, lo que indica que la variación de las coordenadas de cromaticidad del WLED solo resulta del cambio de intensidad del EL. La diferencia de la variación de intensidad de EL quizás proviene de la diferente estabilidad térmica de Cs 2 bi-dopado SnCl 6 y CsPbCl 3 dopado con Mn , porque el aumento de las corrientes podría provocar un aumento de la temperatura del chip LED. Este cambio insignificante se puede aliviar aún más adoptando una estructura de LED de tipo remoto. Además, la estabilidad operativa a largo plazo se puede observar en la Fig. 6f. Después de un trabajo continuo de 300 h, las intensidades EL de ambos Cs Bi-dopados 2 SnCl 6 y CsPbCl 3 dopado con Mn se declinan menos del 10%. En realidad, la vida media del WLED es de 3000 h, que es mucho mejor que las perovskitas que contienen I [15, 17, 18, 40]. Como se puede ver en la Tabla 2, después de que el WLED preparado continúa funcionando a 15 mA durante 50 h, la intensidad de PL cae al 99% del original, que es mucho mejor que otros informes [17, 18, 36, 40, 41,42,43,44]. Después de trabajar 100 horas, la intensidad de PL solo cae al 97%.

un Espectros PL del dispositivo WLED bajo diferentes corrientes de inyección, b Cambio de coordenadas de cromaticidad del dispositivo WLED bajo diferentes corrientes de inyección, c Espectros PL de Cs bidopado 2 SnCl 6 Dispositivo LED bajo diferentes corrientes de inyección, d Espectros PL de CsPbCl 3 dopado con Mn Dispositivo LED bajo diferentes corrientes de inyección, e la variación FWHM de Cs bi-dopado 2 SnCl 6 y CsPbCl 3 dopado con Mn , f la variación de intensidad PL medida en diferentes intervalos de tiempo de trabajo

Hoy en día, se han adoptado heterouniones de perovskita para mejorar las propiedades físicas de la perovskita [45, 46]. Por lo general, estas heterouniones pueden integrar los méritos de ambos materiales, como la heteroestructura a granel de polímero de perovskita, la estructura de núcleo y capa de perovskita-PbS y el material compuesto de perovskita-plasmónica Au o Ag [47,48,49], que pueden mejorar la eficiencia. Sin embargo, debido a la escasa estabilidad de la perovskita, es difícil diseñar y fabricar heterouniones. Además, estas heterouniones de perovskita pueden no ser estables en comparación con la perovskita pura.

Conclusión

En conclusión, hemos combinado Cs 2 dopado con bismuto y emisor de azul de alta calidad SnCl 6 perovskita con CsPbCl 3 dopado con Mn emisor de naranja QD para fabricar WLED. Debido a que todos contienen el mismo anión de Cl, se puede evitar la reacción de intercambio aniónico. Además, CsPbCl 3 dopado con Mn emisor de naranja Los QD muestran una mejor estabilidad en comparación con sus homólogos que contienen yodo. El WLED con coordenadas de color de (0.334, 0.297) se adquiere ajustando la proporción de ellos. Además, los WLED muestran una excelente estabilidad operativa a largo plazo, que es, con mucho, hasta donde sabemos, la más estable entre los WLED basados ​​en perovskita. Creemos que nuestros hallazgos abrirán nuevas vías para la exploración de nuevos WLED sin plomo basados ​​en perovskita.

Abreviaturas

QD:

Puntos cuánticos

WLED:

Diodos emisores de luz blanca

QY:

Rendimiento cuántico

PCE:

Eficiencia de conversión de energía

PL:

Fotoluminiscencia

Cs 2 CO 3 :

Carbonato de cesio

PbCl 2 :

Cloruro de plomo (II)

CsCl:

Cloruro de cesio

OA:

Ácido oleico

EDO:

1-octadeceno

MnCl 2 · (H 2 O) 4 :

Tetrahidrato de cloruro de manganeso

OAm:

Oleilamina

SnCl 2 :

Cloruro de estaño

BiCl 3 :

Cloruro de bismuto

PMMA:

Polimetacrilato de metilo

HCl:

Ácido clorhídrico

TRPL:

Espectroscopia PL de resolución temporal

TEM:

Microscopio electrónico de transmisión

SEM:

Microscopio electrónico de barrido

EDX:

Detector de rayos X de energía dispersiva

XRD:

Difracción de rayos X

PLE:

Excitación PL

FWHM:

Ancho completo a la mitad del máximo

EL:

Electroluminiscente

HRTEM:

Microscopía electrónica de transmisión de alta resolución

SAED:

Difracción de electrones de área seleccionada


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