发射明亮绿色荧光的Cs4PbBr6/CsPbBr3钙钛矿纳米复合聚合物薄膜

近年来，具有优良的光电性能的钙钛矿材料得到了空前发展。在太阳能电池，高能射线检测，LED发光器件，激光器等许多其他领域都掀起了研究热潮。而特别是在显示领域，钙钛矿材料因为其可溶液加工处理，而保证了其在未来工业化低成本和大面积制备的基础，同时其在可见光谱中的可调谐发射颜色和窄带发射确保了逼真的色彩呈现。与现有的已商业化的荧光粉相比，钙钛矿材料具有更广阔的色域范围，被普遍认为是下一代显示材料的有力候选之一。

    在过饱和重结晶方法的基础上，研究人员在室温环境下将Cs4PbBr6/CsPbBr3原位嵌入到了聚合物薄膜中。

   制备得到的钙钛矿纳米复合薄膜可发射明亮的绿色荧光，量子产率达到62%, 半峰宽仅19 nm。该薄膜不仅具有**的光学性质，而且宽禁带的Cs4PbBr6和疏水性的PMMA对 CsPbBr3具有双重保护，使得制备得到的聚合物薄膜的水稳定性和光稳定性都有**改善。 

   进一步的，研究人员通过将发射绿色荧光的CCs4PbBr6 / CsPbBr3钙钛矿纳米复合薄膜、发射红色荧光的CdSe/ZnS量子点聚合物膜以及蓝色LED背光进行整合，较终成功得到具有131% NTSC 1953色域和98% Rec.2020 色域的超广色域显示模组。将其组装到智能手机中后，与原始LCD屏幕对比，可以很直观的观察到使用钙钛矿复合薄膜的屏幕能提供更丰富的色彩细节，尤其是红色和绿色方面色彩表现效果明显。该研究工作成功且直观的展示了一种具有高性能的钙钛矿复合薄膜在广色域显示领域方面的突出优势，为钙钛矿复合薄膜在LCD显示领域的应用提供了有力的可行性依据。

为了更详细地研究不同的重组时间，用405 nm下激发了样品并测量了荧光衰减数据，相应的数据将显示为颜色图(图4d)。由于纳米晶和超晶体都存在于两个样本中，但数量不同，因此可以观察到与波长有关的衰减，该衰减反映了两个种群。纳米晶占据了PL峰的短波长一侧，而超晶体则发射了更长的波长，这是因为通过miniband形成降低了跃迁能量。从图4e中可以看出，对于更长的发射波长，PL寿命会相应的增加。因此，超晶体的电子-空穴对复合率较低，与DT数据一致。

对于纳米晶，电子和空穴被限制在单个纳米晶体中。周围环境的低介电常数导致电子和空穴之间库仑相互作用的弱屏蔽，从而导致高激子结合能。这导致较高的辐射复合率。另一方面，在超晶体中，由于超晶体中各个纳米晶之间的**耦合，因此可以在导带和价带中形成miniband。这些miniband允许电荷载流子在超晶体内离域(图4f)。此外，由于纳米晶的堆积，介电常数的增加导致对库仑相互作用的筛选更加强烈。因此，激子结合能变小，重组过程变慢。

如上所述，由于对钙钛矿纳米晶的形成和纯化尚未完全了解。因此在纳米材料的大多数合成过程中，沉积物都会被选择性丢弃，而将注意力集中在分散良好的纳米颗粒上。在钙钛矿纳米晶的热注入合成中，沉积物被保留。认为通过热注射法冷却CsPbBr3的过程中形成超晶体自组装过程可使产物进一步纯化。纳米晶的大小符合高斯尺寸分布。在冷却过程中，大小相似的纳米晶会自组装成超晶体，从而留下较小或较大的纳米颗粒。通过低速离心，仅自组装的超晶体被离心分离出来。在传统的合成方法里，离心后的产物会被稀释成较稀的溶液。因此，**，超晶体的作用仍未被发现。认为，这种导致超晶体形成的自我尺寸选择过程是合成**纳米晶的非常关键的步骤。

使用原位荧光跟踪，详细讨论了CsPbBr3 纳米晶合成过程中的不同阶段，并通过SAXS和WAXS测量观察到了溶液中超晶体的自发形成。整个过程的光学特性在DT谱学和时间分辨PL测量的miniband形成和库仑筛选方面进行了讨论，由于电荷载流子的离域，胶体超晶格的衰变时间更长。较后，根据自我尺寸选择过程提出了钙钛矿纳米晶生长的定性模型。

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wyf 02.26