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照明用电占全球电力消耗的五分之一。当前白光照明的主流技术是蓝光二极管搭配黄光荧光粉,但存在蓝光成分过强易损伤视网膜,以及显色指数不够高的问题。紫外二极管搭配白光荧光粉有希望解决此问题。Cs2(Na,Ag)InCl6钙钛矿是一种极具白光应用潜力的材料,其自陷激子发光兼有光谱宽,荧光产率高,稳定性好,非铅环保等优势。但是目前对Cs2(Na,Ag)InCl6钙钛矿自陷激子发光机理的理解还不够深入,同时自陷激子的白光品质还不够高,应用也局限于荧光粉,这都严重制约着Cs2(Na,Ag)InCl6体系在发光领域的发展。因此,本课题从深刻理解发光机制,改善光谱质量以及拓展应用面三方面进行研究:
(1)Cs2(Na,Ag)InCl6自陷激子的发光机理研究。自陷激子发光的本征特点是大斯托克斯位移和宽光谱,本课题从位形坐标图出发,推导了斯托克斯位移和半峰宽与Huang-Rhys因子以及声子能量的解析式,同时对温度依赖的光谱特性进行了研究,包括峰宽随温度的变化,发光强度随温度的变化,最后提出了一种通过室温拉曼光谱和室温荧光光谱获得Huang-Rhys因子以及声子能量的简便方法。
(2)稀土合金化Cs2(Na,Ag)InCl6的研究。自陷激子的光谱中缺少蓝光和红光成分导致其白光品质并不高,本课题通过在前驱体中添加HoCl3,成功制备出Ho合金化Cs2(Na,Ag)InCl6,该体系具有自陷激子与稀土共发光的特性,稀土发光的蓝光和红光成分有效补足了光谱使显色指数从70.3提升到了75.4,色坐标也从(0.40,0.47)移动到了(0.39,0.46)。该体系具有良好的稳定性,暴露在空气中连续紫外光照700h后依然具有80%的发光强度。
(3)Cs2(Na,Ag)InCl6电致发光器件的研究。目前大部分自陷激子的应用研究仅停留于光致发光方面,本课题基于Cs2(Na,Ag)InCl6体系进行电致发光器件的探索。首先通过热蒸发再加后退火工艺制备出了平整致密且荧光产率高达40%的Cs2(Na,Ag)InCl6薄膜,然后设计了ITO/PEIE/ZnO/PEIE/Cs2(Na,Ag)InCl6/TAPC/MoO3/Al的器件结构,成功点亮该器件。本文同时指出自陷激子荧光寿命长以及迁移率低是两个阻碍高效自陷激子电致发光的主要因素。
(1)Cs2(Na,Ag)InCl6自陷激子的发光机理研究。自陷激子发光的本征特点是大斯托克斯位移和宽光谱,本课题从位形坐标图出发,推导了斯托克斯位移和半峰宽与Huang-Rhys因子以及声子能量的解析式,同时对温度依赖的光谱特性进行了研究,包括峰宽随温度的变化,发光强度随温度的变化,最后提出了一种通过室温拉曼光谱和室温荧光光谱获得Huang-Rhys因子以及声子能量的简便方法。
(2)稀土合金化Cs2(Na,Ag)InCl6的研究。自陷激子的光谱中缺少蓝光和红光成分导致其白光品质并不高,本课题通过在前驱体中添加HoCl3,成功制备出Ho合金化Cs2(Na,Ag)InCl6,该体系具有自陷激子与稀土共发光的特性,稀土发光的蓝光和红光成分有效补足了光谱使显色指数从70.3提升到了75.4,色坐标也从(0.40,0.47)移动到了(0.39,0.46)。该体系具有良好的稳定性,暴露在空气中连续紫外光照700h后依然具有80%的发光强度。
(3)Cs2(Na,Ag)InCl6电致发光器件的研究。目前大部分自陷激子的应用研究仅停留于光致发光方面,本课题基于Cs2(Na,Ag)InCl6体系进行电致发光器件的探索。首先通过热蒸发再加后退火工艺制备出了平整致密且荧光产率高达40%的Cs2(Na,Ag)InCl6薄膜,然后设计了ITO/PEIE/ZnO/PEIE/Cs2(Na,Ag)InCl6/TAPC/MoO3/Al的器件结构,成功点亮该器件。本文同时指出自陷激子荧光寿命长以及迁移率低是两个阻碍高效自陷激子电致发光的主要因素。