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Ultrapure and Highly Efficient Green Light Emitting Devices Based on Ligand-modified CsPbBr3 Quantum Dots
Photonics Research ( IF 6.6 ) Pub Date : 2020-06-03 , DOI: 10.1364/prj.391703
Dongdong Yan , Shuangyi Zhao , Huaxin Wang , Zhigang Zang

All inorganic CsPbBr3 perovskite quantum dots (QDs) have been recognized as promising optical materials to fabricate green light emission devices because of their excellent optical performance. However, regular CsPbBr3 QDs with an oleic acid (OA) ligand show poor stability, which limits their practical application. We replaced the OA ligand in CsPbBr3 QDs with a 2-hexyldecanoic acid (DA) ligand and, in the synthesis, found that the new material has better optical properties than regular CsPbBr3 QDs (CsPbBr3-OA QDs). Due to the strong binding energy between the DA ligand and QDs, the ligand-modified CsPbBr3 QDs (CsPbBr3-DA QDs) show a high photoluminescence quantum yield (PLQY) of 96%, while the PLQY of CsPbBr3-OA QDs is 84%. Subsequently, the CsPbBr3 QDs coated on the blue light-emitting diode (LED) chips as green phosphors are demonstrated. The color conversion from blue to pure green is achieved by adding the CsPbBr3-OA QDs solution up to 60 μL, while the pure green emission devices only need 18 μL CsPbBr3-DA QDs solution under the same concentration. The ultrapure, highly efficient green light-emitting devices based on CsPbBr3-DA QDs exhibit a luminous efficiency of 43.6 lm/W with a CIE (0.2086, 0.7635) under a 15.3 mA driving current. In addition, the green emission wavelength of the devices based on CsPbBr3-DA QDs almost has no shift, even under a high injection current. These results highlight the promise of DA ligand-modified CsPbBr3 QDs for light-emitting devices and enrich the application field of ligand-modified CsPbBr3 QDs.

中文翻译:

基于配体修饰的 CsPbBr3 量子点的超纯高效绿色发光器件

由于其优异的光学性能,所有无机 CsPbBr3 钙钛矿量子点 (QD) 已被公认为是制造绿光发射器件的有前途的光学材料。然而,具有油酸 (OA) 配体的常规 CsPbBr3 QD 稳定性较差,这限制了它们的实际应用。我们用 2-己基癸酸 (DA) 配体替换了 CsPbBr3 QD 中的 OA 配体,并且在合成中发现新材料比常规 CsPbBr3 QD(CsPbBr3-OA QD)具有更好的光学特性。由于 DA 配体和 QD 之间的强结合能,配体修饰的 CsPbBr3 QD (CsPbBr3-DA QD) 显示出 96% 的高光致发光量子产率 (PLQY),而 CsPbBr3-OA QD 的 PLQY 为 84%。随后,展示了作为绿色荧光粉涂覆在蓝色发光二极管 (LED) 芯片上的 CsPbBr3 QD。将CsPbBr3-OA QDs溶液添加到60 μL即可实现从蓝色到纯绿色的颜色转换,而纯绿色发射装置在相同浓度下只需要18 μL CsPbBr3-DA QDs溶液。基于 CsPbBr3-DA QD 的超纯、高效绿色发光器件在 15.3 mA 驱动电流下表现出 43.6 lm/W 的发光效率和 CIE (0.2086, 0.7635)。此外,基于 CsPbBr3-DA QDs 的器件的绿色发射波长几乎没有偏移,即使在高注入电流下也是如此。这些结果突出了 DA 配体修饰的 CsPbBr3 QDs 在发光器件中的应用前景,丰富了配体修饰的 CsPbBr3 QDs 的应用领域。而纯绿色发射装置在相同浓度下只需要 18 μL CsPbBr3-DA QDs 溶液。基于 CsPbBr3-DA QD 的超纯、高效绿色发光器件在 15.3 mA 驱动电流下表现出 43.6 lm/W 的发光效率和 CIE (0.2086, 0.7635)。此外,基于 CsPbBr3-DA QDs 的器件的绿色发射波长几乎没有偏移,即使在高注入电流下也是如此。这些结果突出了 DA 配体修饰的 CsPbBr3 QDs 在发光器件中的应用前景,丰富了配体修饰的 CsPbBr3 QDs 的应用领域。而纯绿色发射装置在相同浓度下只需要 18 μL CsPbBr3-DA QDs 溶液。基于 CsPbBr3-DA QD 的超纯、高效绿色发光器件在 15.3 mA 驱动电流下表现出 43.6 lm/W 的发光效率和 CIE (0.2086, 0.7635)。此外,基于 CsPbBr3-DA QDs 的器件的绿色发射波长几乎没有偏移,即使在高注入电流下也是如此。这些结果突出了 DA 配体修饰的 CsPbBr3 QDs 在发光器件中的应用前景,丰富了配体修饰的 CsPbBr3 QDs 的应用领域。即使在高注入电流下,基于 CsPbBr3-DA QD 的器件的绿色发射波长几乎没有变化。这些结果突出了 DA 配体修饰的 CsPbBr3 QDs 在发光器件中的应用前景,丰富了配体修饰的 CsPbBr3 QDs 的应用领域。即使在高注入电流下,基于 CsPbBr3-DA QD 的器件的绿色发射波长几乎没有变化。这些结果突出了 DA 配体修饰的 CsPbBr3 QDs 在发光器件中的应用前景,丰富了配体修饰的 CsPbBr3 QDs 的应用领域。
更新日期:2020-06-03
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