Page 20 - 《精细化工》2021年第7期
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·1302· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷
间易发生质子交换反应而脱落,造成 CsPbX 3 量子点 等 [81] 首先利用油酸和油胺作为配体合成 CsPbI 3 量子
发生团聚而失去稳定性 [69] ,此外,过量油胺的存在 点,然后用 AET 与原配体进行交换,有效钝化了
会从 CsPbX 3 量子点中剥离出 PbX 2 ,使其失去荧光 CsPbI 3 量子点的表面缺陷,在水中放置 1 h 后荧光
性能 [70] ,油酸的绝缘性会削弱 CsPbX 3 量子点的导 强度仍可保持在 95%以上。
电性,进而限制其在光电器件中的应用 [71] 。为此,
5 结语与展望
研究者采用其他配体取代油酸和油胺,与 CsPbX 3
2+
量子点中未配位的卤化物和 Pb 进行结合,以减小 研究者通过离子掺杂、表面包覆和表面钝化在
CsPbX 3 量子点的非辐射跃迁,进而提高其稳定性 [72] 。
降低铅毒性,提升 CsPbX 3 量子点性能和稳定性方面
常用来替代油酸和油胺的配体有路易斯酸、路易斯
已经开展了相关工作,但是仍局限于实验室水平,
碱和多齿配体等。
要想真正实现大规模应用,改性方法仍有很大提升
路易斯碱的加入可以提供一对非成键电子,与
2+ 空间,作者认为在后续的研究中可以从以下几方面
未配位的 Pb 形成路易斯加合物,以改善 CsPbX 3 进一步发展,积极将理论与实际进行结合,从改性
量子点的性能。ALMEIDA 等 [73] 使用三正辛基氧膦
机理到工业化逐步深入探索,以促进其实际应用。
(TOPO)作为配体合成了尺寸可调的 CsPbBr 3 量子
采用离子掺杂法时,掺杂离子的种类是影响掺
点,经极性溶剂洗涤后仍可获得 61%的 PLQY。正
2+
辛基磷酸(OPA)与 Pb 具有很强的作用,TAN 等 [74] 杂效果的一个重要因素,因此加强不同离子在
CsPbX 3 量子点中的系统性研究十分必要。此外,目
以 OPA 为配体合成了分散性良好的 CsPbBr 3 量子
点,并将其制备成薄膜应用于发光二极管中。与直 前对 CsPbX 3 量子点实现定向精确掺杂仍较为困难,
链的含膦配 体相比,十 八烷基 -9- 烯 -1- 基膦酸 掺杂剂对 CsPbX 3 量子点晶体结构和电子结构的影
(OLPA)在非极性溶剂中具有更高的溶解度, 响也需要更详细的研究。
ZHANG 等 [75] 采用 OLPA 合成了尺寸可控的 CsPbBr 3 采用表面包覆 CsPbX 3 量子点时,常伴随水或醇
量子点,并且可以有效避免 CsPbBr 3 量子点发生团 等副产物的形成,进而导致表面缺陷的形成;表面
聚。 包覆层会一定程度上阻碍 CsPbX 3 量子点的光电子
路易斯酸可以与未配位的卤化物形成路易斯加 过程。因此,有必要优化现有的表面包覆策略,进
合物,消除 CsPbX 3 量子点的缺陷。十二烷基苯磺酸 一步提高包覆后 CsPbX 3 量子点的光电效率。此外,
(DBSA)可以有效消除卤素空位,与油酸和油胺作 ZnO、CuO 等透明导电氧化物具有良好的导电性,
配体相比,YANG 等 [76] 发现利用 DBSA 制备的 将其开发为包覆层有利于 CsPbX 3 量子点在光伏器
CsPbBr 3 量子点经 5 次水洗后,PLQY 仍可保持在 件中的应用。
90%以上。2020 年,LIU 等 [77] 用硬脂酸铅〔Pb(St) 2 〕 采用表面钝化 CsPbX 3 量子点时,绝缘性的配体
和三正辛基膦(TOP)为配体合成了 CsPbBr 3 量子 会限制载流子在 CsPbX 3 量子点中的传输和复合效
点,TOP 与 Pb(St) 2 反应可为量子点提供富铅环境, 率,进而影响器件性能。因此,需要进一步开发导
锚定表面的溴原子;得到的 CsPbBr 3 量子点在乙醇 电性良好的新型配体。此外,需要更好地理解钝化
中 30 d 后仍能发出荧光。
机制,以指导钝化剂的使用,进而实现有效地钝化。
多齿配体是指一个配体中含有两个或两个以上
此外,有必要改进 CsPbX 3 量子点的合成条件,
配位原子的配体,与 CsPbX 3 量子点具有更强的螯合 开发更为简单的合成方法,以实现 CsPbX 3 量子点的
力 [78] 。2,2'-亚羧基二苯胺(IDA)是一种链长较短
大规模合成和应用。
的双齿配体,相比于传统的长链油酸和油胺配体,
导电性更强,且可以有效地提高配体的结合能,PAN 参考文献:
等 [71] 利用 IDA 钝化的 CsPbI 3 量子点在 15 d 后依然 [1] LI Y X, HUANG H, KERSHAW S, et al. Revealing the formation
保持 90%的初始发光性能,此外,经 IDA 稳定的 mechanism of CsPbBr 3 perovskite nanocrystals produced via a
slowed-down microwave-assisted synthesis[J]. Angewandte Chemie
CsPbI 3 量子点构建的发光二极管 EQE 可达 5.02%, International Edition, 2018, 57(20): 5833-5837.
明显优于未钝化量子点构建的发光二极管。KTIEG [2] CHEN Q, DE MARCO N, YANG Y, et al. Under the spotlight: The
等 [79] 用多齿配体磺基甜菜碱合成的 CsPbX 3 量子点 organic-inorganic hybrid halide perovskite for optoelectronic applications[J].
Nano Today, 2015, 10(3): 355-396.
经 4 次洗涤后仍可达到 90%的 PLQY。 [3] GAO P, GRAETZEL M, NAZEERUDDIN M K, et al. Organohalide
除了上文提到的钝化方法外,研究者还尝试用 lead perovskites for photovoltaic applications[J]. Journal of Physical
Chemistry Letters, 2014, 7(8): 2448-2463.
配体交换策略来提高 CsPbX 3 量子点的稳定性。2-
[4] KOJIMA A, IKEGAMI M, TESHIMA K, et al. Highly luminescent
氨基硫醇(AET)与铅离子有很强的亲和力 [81] ,BI lead bromide perovskite nanoparticles synthesized with porous