高等学校化学学报 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (6): 1113.doi: 10.7503/cjcu20170788
收稿日期:
2017-12-04
出版日期:
2018-06-10
发布日期:
2018-05-21
基金资助:
JI Tianhao1,*(), TIAN Yanqing2
Received:
2017-12-04
Online:
2018-06-10
Published:
2018-05-21
Contact:
JI Tianhao
E-mail:jitianhao@th btbu.edu.cn
Supported by:
摘要:
本文重点论述了全无机卤化钙钛矿型(ABX3)纳米晶的光学性能及应用. 介绍了这类纳米晶的制备方法: 常压溶剂热法和离子交换法, 并进一步阐述其光学性能(主要包括光吸收性能和发光性能)及相关应用(主要包括发光二极管和太阳能电池及其在激光材料、 光电探测器和光催化剂领域的应用). 这类材料优异的光电性能使其在其它领域也具有潜在的应用价值.
中图分类号:
TrendMD:
嵇天浩, 田颜清. 卤化钙钛矿型纳米晶的光学性能及应用研究进展. 高等学校化学学报, 2018, 39(6): 1113.
JI Tianhao, TIAN Yanqing. Optical Properties and Applications of Halide-perovskite Nanocrystals†. Chem. J. Chinese Universities, 2018, 39(6): 1113.
Fig.2 Effects of halide ions on the band gap and PLQY in CsPbX3[29](A) PL spectra of CsPb(Br∶X)3(X=Cl, I) NCs prepared by anion exchange from CsPbBr3 NCs; (B) PL calibration curves: a targeted emission energy could be obtained by adding a precise amount of halide precursor to a crude solution of CsPbBr3 NCs; (C) PLQY recorded on the exchanged NCs(dots) as well as the directly synthesized NCs(stars). Copyright from the American Chemical Society.
Fig.4 Chemical structures of spiro-OMeTAD, HTM1 and HTM2(A) and normalized UV-Vis absorption spectra of HTM1, HTM2 and spiro-OMeTAD in THF solution(B)[64]Copyright from the Royal Society of Chemistry.
[1] | Cannavale A., Cossari P., Eperon G.E., Colella S., Fiorito F., Gigli G., Snaith H. J., Listorti A., Energy Environ. Sci., 2016, 9(9), 2682—2719 |
[2] | Luo B.B., Pu Y. C., Lindley S. A., Yang Y., Lu L. Q., Li Y., Li X. M., Zhang J. Z., Angew. Chem., 2016, 128(31), 9010—9014 |
[3] | Wang J., Yu H., Wang H.H., Zhang J. H., Liu L. M., Electr. Comp. Mater., 2017, 36(6), 14—19 |
(王俊, 禹豪, 王红航, 张继华, 刘黎明. 电子元件与材料, 2017, 36(6), 14—19) | |
[4] | Zhou H.P., Chen Q., Li G., Luo S., Song T., Duan H. S., Hong Z., You J., Liu Y., Yang Y., Science, 2014, 345, 542—546 |
[5] | Guo X.D., Niu G. D., Wang L. D., Acta Chim. Sin., 2015, 73(3), 211—218 |
(郭旭东, 牛广达, 王立铎. 化学学报, 2015, 73(3), 211—218) | |
[6] | Bhalla A.S., Guo R. Y.,Roy R., Mater. Res. Innov., 2000, 4(1), 3—26 |
[7] | Eperon G.E., Stranks S. D., Menelaou C., Johnston M. B., Herz L. M., Snaith H. J., Energy Environ. Sci., 2014, 7(3), 982—988 |
[8] | Zhang D.F., Zheng L. L., Ma Y. Z., Wang S. F., Bian Z. Q., Huang C. H., Gong Q. H., Xiao L. X., Acta Phys. Sin., 2015, 64(3), 038803 |
(张丹霏, 郑灵灵, 马英壮, 王树峰, 卞祖强, 黄春辉, 龚旗煌, 肖立新. 物理学报, 2015, 64(3), 038803) | |
[9] | Zou S.H., Liu Y. S., Li J. H., Liu C. P., Feng R., Jiang F. L., Li Y. X., Song J. Z., Zeng H. B., Hong M. C., Chen X. Y.,J. Am. Chem. Soc., 2017, 139(33), 11443—11450 |
[10] | Im J.H., Lee C. R., Lee J. W., Park S. W., Park N. G., Nanoscale, 2011, 3(10), 4088—4093 |
[11] | Burschka J., Pellet N., Moon S.J., Baker R. H., Gao P., Nazeeruddin M. K., Grätzel M., Nature, 2013, 499(7458), 316—319 |
[12] | Eperon G.E., Burlakov V. M., Docampo P., Goriely A., Snaith H. J., Adv. Funct. Mater., 2014, 24(1), 151—157 |
[13] | Liu M., Johnston M.B., Snaith H. J., Nature, 2013, 501(7467), 395—398 |
[14] | Malinkiewicz O., Roldán-Carmona C., Soriano A., Bandiello E., Camacho L., Nazeeruddin M.K., Bolink H. J., Adv. Energy Mater., 2014, 4(15), 1400345 |
[15] | Protesescu L., Yakunin S., Bodnarchuk M.I., Krieg F., Caputo R., Hendon C. H., Yang R. X., Walsh A., Kovalenko M. V., Nano Lett., 2015, 15(6), 3692—3696 |
[16] | Akkerman Q.A., Motti S. G., Kandada A. R. S., Mosconi E., D’Innocenzo V., Bertoni G., Marras S., Kamino B. A., Miranda L., Angelis F. D., Petrozza A., Prato M., Manna L., J. Am. Chem. Soc., 2016, 138(3, 1010—1016 |
[17] | Wei S., Yang Y.C., Kang X. J., Wang L., Huang L. J., Pan D. C., Chem. Commun., 2016, 52, 7265—7268 |
[18] | Seth S., Samanta A., Sci.Rep., 2016, 6, 37693 |
[19] | Hao F., Stoumpos C.C., Cao D. H., Changand R. P. H., Kanatzidis M. G., Nat. Photonics, 2014, 8, 489—494 |
[20] | Ogomi H., Morita A., Tsukamoto S., Saitho T., Fujikawa N., Shen Q., Toyoda T., Yoshino K.J., Pandey S. S., Ma T. L., Hayase S. Z., J. Phys. Chem. Lett., 2014, 5(6), 1004—1011 |
[21] | Dong Q., Xia X., Zhang B., Wu Y.Z., Yao J. X., Dai S. Y., Acta Energiae Solaris Sinica, 2016, 37(12), 3086—3090 |
(董巧, 夏昕, 张兵, 吴云召, 姚建曦, 戴松元. 太阳能学报, 2016, 37(12), 3086—3090) | |
[22] | Zhao D.W., Yu Y., Wang C. L., Liao W. Q., Shrestha N., Grice C. R., Cimaroli A. J., Guan L., Ellingson R. J., Zhu K., Zhao X. Z., Xiong R. G., Yan Y. F., Nat. Energy, 2017, 2, 17018 |
[23] | Liu W.Y., Lin Q. L., Li H. B., Wu K. F., Robel I., Pietryga J. M., Klimov V. I., J. Am. Chem. Soc., 2016, 138(45), 14954—14961 |
[24] | Liu H.W., Wu Z. N., Shao J. R., Yao D., Gao H., Liu Y., Yu W. L., Zhang H., Yang B., ACS Nano, 2017, 11(2), 2239—2247 |
[25] | Begum R., Parida M.R., Abdelhady A. L., Murali B., Alyami N. M., Ahmed G. H., Hedhili M. N., Bakr O. M., Mohammed O. F., J. Am. Chem. Soc., 2017, 139(2), 731—737 |
[26] | Noh J.H., Im S. H., Heo J. H., Mandal T. N., Seok S. I., Nano Lett., 2013, 13(4), 1764—1769 |
[27] | Stranks S.D., Eperon G. E., Grancini G., Menelaou C., Alcocer M. J. P., Leijtens T., Herz L. M., Petrozza A., Snaith H. J., Science, 2013, 342(6156), 341—344 |
[28] | Nedelcu G., Protesescu L., Yakunin S., Bodnarchuk M.I., Grotevent M. J., Kovalenko M. V., Nano Lett., 2015, 15(8), 5635—5640 |
[29] | Akkerman Q.A., D’Innocenzo V., Accornero S., Scarpellini A., Petrozza A., Prato M., Manna L., J. Am. Chem. Soc., 2015, 137(32), 10276—10281 |
[30] | Koscher B.A., Bronstein N. D., Olshansky J. H., Bekenstein Y., Alivisatos A. P., J. Am. Chem. Soc., 2016, 138(37), 12065—12068 |
[31] | Leguy A.M. A., Hu Y. H., Campoy-Quiles M., Alonso M. I., Weber O. J., Azarhoosh P., Schilfgaarde M., Weller M. T., Bein T., Nelson J., Docampo P., Barnes P. R. F., Chem. Mater., 2015, 27(9), 3397—3407 |
[32] | Loiudice A., Saris S., Oveisi E., Alexander D.T. L., Buonsanti R., Angew. Chem., Int. Ed., 2017, 56(36), 10696—10701 |
[33] | Wu Y., Wei Y., Huang Y., Cao F., Yu D.J., Li X. M., Zeng H. B., Nano Res., 2017, 10(5), 1584—1594 |
[34] | Woo J.Y., Kim Y., Bae J. M., Kim T. G., Kim J. W., Lee D. C., Jeong S., Chem. Mater., 2017, 29(17), 7088—7092 |
[35] | Zhang H.H., Wang X., Liao Q., Xu Z. Z., Li H., Zheng L. M., Fu H. B., Adv. Funct. Mater., 2017, 27(39), 1604382 |
[36] | Quan L.N., Quintero-Bermudez R., Voznyy O., Walters G., Jain A., Fan J. Z., Zheng X. L., Yang Z. Y., Sargent E. H., Adv. Mater., 2017, 29(21), 1605945 |
[37] | Li Z.C., Kong L., Huang S. Q., Li L., Angew. Chem., Int. Ed., 2017, 56(28), 8134—8138 |
[38] | Schmidt L.C., Pertegás A., González-Carrero S., Malinkiewicz O., Agouram S., Espallargas G. M., Bolink H. J., Galian R. E., Pérez-Prieto J., J. Am. Chem. Soc., 2014, 136(3), 850—853 |
[39] | Protesescu L., Yakunin S., Bodnarchuk M.I., Bertolotti F., Masciocchi N., Guagliardi A., Kovalenko M. V., J. Am. Chem. Soc., 2016, 138(43), 14202—14205 |
[40] | Huang S.Q., Li Z. C., Kong L., Zhu N., Shan A. D., Li L., J.Am. Chem. Soc., 2016, 138(18), 5749—5752 |
[41] | Onoda Y.N., Matsuo T., Suga H., J. Phys. Chem. Solids, 1992, 53(7), 935—939 |
[42] | Huang L.Y., Lambrecht W. R. L., Phys. Rev. B, 2013, 88, 165203 |
[43] | Shum K., Chen Z., Qureshi J., Yu C.L., Wang J. J., Pfenninger W., Vockic N., Midgley J., Kenney J. T., Appl. Phys. Lett., 2010, 96(22), 221903 |
[44] | Chung I., Lee B., He J., Chang R.P. H., Kanatzidis M. G., Nature, 2012, 485(7399), 486—489 |
[45] | Noel N.K., Stranks S. D., Abate A., Wehrenfennig C., Guarnera S., Haghighirad A. A., Sadhanala A., Eperon G. E., Pathak S. K., Johnston M. B., Petrozza A., Herz L. M., Snaith H. J., Energy Environ. Sci., 2014, 7(9), 3061—3068 |
[46] | Jellicoe T.C., Richter J. M., Glass H. F. J., Tabachnyk M., Brady R., Dutton S. E., Rao A., Friend R. H., Credgington D., Greenham N. C., Böhm M. L., J. Am. Chem. Soc., 2016, 138(9), 2941—2944 |
[47] | Makarov N.S., Guo S. J., Isaienko O., Liu W. Y., Robel I., Klimov V. I., Nano Lett., 2016, 16(4), 2349—2362 |
[48] | Sun C., Zhang Y., Ruan C., Yin C.Y., Wang X. Y., Wang Y. D., Yu W. W., Adv. Mater., 2016, 28(45), 10088—10094 |
[49] | Xu Y.F., Yang M. Z., Chen B. X., Wang X. D., Chen H. Y., Kuang D. B., Su C. Y., J. Am. Chem. Soc., 2017, 139(16), 5660—5663 |
[50] | Ye S., Yu M.H., Zhao M. J., Song J., Qu J. L., J. Alloys Compd., 2018, 730, 62—70 |
[51] | Mitzi D.B., Wang S., Feild C. A., Chess C. A., Guloy A. M.,Science, 1995, 267(5203), 1473—1476 |
[52] | Mitzi D.B., Chondroudis K., Kagan C. R., IBM R J. es. Dev., 2001, 45, 29—45 |
[53] | Mitzi D.B., Chem. Mater., 2001, 13(10), 3283—3298 |
[54] | Tan Z.K., Moghaddam R. S., Lai M. L., Docampo P., Higler R., Deschler F., Price M., Sadhanala A., Pazos L. M., Credgington D., Hanusch F., Bein T., Snaith H. J., Friend R. H., Nat. Nanotech., 2014, 9, 687—692 |
[55] | Cho H.C., Jeong S. H., Park M. H., Kim Y. H., Wolf C., Lee C. L., Heo J. H., Sadhanala A., Myoung N., Yoo S., Im S. H., Friend R. H., Lee T. W., Science, 2015, 350(6265), 1222—1225 |
[56] | Veldhuis S.A., Boix P. P., Yantara N., Li M. J., Sum T. C., Mathews N., Mhaisalkar S. G., Adv. Mater., 2016, 28(32), 6804—6834 |
[57] | Song J.Z., Li J. H., Li X. M., Xu L. M., Dong Y. H., Zeng H. B., Adv. Mater., 2015, 27(44), 7162—7167 |
[58] | Zhang X., Lin H., Huang H., Reckmeier C., Zhang Y., Choy W.C. H., Rogach A. L., Nano Lett., 2016, 16(2), 1415—1420 |
[59] | Li G.R., Rivarola F. W. R., Davis N. J. L. K., Bai S., Jellicoe T. C., Peña F., Hou S. C., Ducati C., Gao F., Friend R. H., Greenham N. C., Tan Z. K., Adv. Mater., 2016, 28(18), 3528—3534 |
[60] | Li J.H., Xu L. M., Wang T., Song J. Z., Chen J. W., Xue J., Dong Y. H., Cai B., Shan Q. S., Han B. N., Zeng H. B., Adv. Mater., 2017, 29(5), 1603885 |
[61] | Guan L., Li M .J., Li X., Wei Z. R., Teng F., Chin. Sci. Bull., 2015, 60(7), 581—592 |
(关丽, 李明军, 李旭, 韦志仁, 滕枫. 科学通报, 2015, 60(7), 581—592) | |
[62] | Ju C.G., Zhang B., Feng Y. Q., Prog. Chem., 2016, 28(2/3), 219—231 |
(琚成功, 张宝, 冯亚青. 化学进展, 2016, 28(2/3), 219—231) | |
[63] | Kojima A., Teshima K., Shirai Y., Miyasaka T., J. Am. Chem. Soc., 2009, 131(17), 6050—6051 |
[64] | Wu J.C., Liu C., Deng X., Zhang L. Z., Hu M. M., Tang J., Tan W. C., Tian Y. Q., Xu B. M., RSC Adv., 2017, 7(72), 45478—45483 |
[65] | Habisreutinger S.N., Leijtens T., Eperon G. E., Stranks S. D., Nicholas R. J., Snaith H. J., Nano Lett., 2014, 14(10), 5561—5568 |
[66] | Hwang I.S., Jeong I. Y., Lee J. W., Ko M. J., Yong K. J., ACS Appl. Mater. Inter., 2015, 7(31), 17330—17336 |
[67] | Wu B., Zhou Y.Y., Xing G. C., Xu Q., Garces H. F., Solanki A., Goh T. W., Padture N. P., Sum T. C., Adv. Funct. Mater., 2017, 27(7), 1604818 |
[68] | Xu Y.Q., Chen Q., Zhang C. F., Wang R., Wu H., Zhang X. Y., Xing G. C., Yu W. W., Wang X. Y., Zhang Y., Xiao M., J. Am. Chem. Soc., 2016, 138(11), 3761—3768 |
[69] | Ramasamy P., Lim D.H., Kim B., Lee S. H., Lee M. S., Lee J. S., Chem. Commun., 2016, 52, 2067—2070 |
[70] | Park S., Chang W.J., Lee C. W., Park S., Ahn H. Y., Nam K. T., Nat. Energy, 2016, 2, 16185 |
[1] | 贾洋刚, 邵霞, 程婕, 王朋朋, 冒爱琴. 赝电容控制型钙钛矿高熵氧化物La(Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)O3负极材料的制备及储锂性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(8): 20220157. |
[2] | 周永辉, 李尧, 吴雨轩, 田晶, 徐龙权, 费旭. 一种新型光致发光自愈合水凝胶的合成[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(2): 20210606. |
[3] | 袁萌, 赵英杰, 吴雨辰, 江雷. 钙钛矿阵列化组装及其多功能探测器的应用[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(11): 20220448. |
[4] | 高中楠, 郭丽红, 赵东越, 李新刚. A位缺陷对La-Sr-Co-O钙钛矿结构和催化氧化性能的影响[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(9): 2869. |
[5] | 岳胜利, 武光宝, 李星, 李康, 黄高胜, 唐翌, 周惠琼. 准二维钙钛矿太阳能电池的研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(6): 1648. |
[6] | 李义山, 郭亮, 彭思凡, 张庆茂, 张瑜皓, 徐诗淇. 钴掺杂锰酸镧光催化剂的第一性原理与可见光响应光催化性能研究[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(6): 1881. |
[7] | 李艳艳, 段林瑞, 罗景山. 水分辅助对无机钙钛矿CsPbI3薄膜结晶的影响[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(6): 1785. |
[8] | 王坤华, 姚纪松, 杨俊楠, 宋永慧, 刘雨莹, 姚宏斌. 金属卤化物钙钛矿纳米晶高效发光二极管的制备与器件性能优化[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(5): 1464. |
[9] | 王常耀, 王帅, 段林林, 朱晓航, 张兴淼, 李伟. 原位限域生长策略制备有序介孔碳负载的超小MoO3纳米颗粒[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(5): 1589. |
[10] | 董璐铭, 苏衍跃, 王春征, 乔亚飞, 陈雅君, 马海云. 微纳米钙钛矿型羟基锡酸钙的合成及对环氧树脂的阻燃性能[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(3): 937. |
[11] | 刘瑶, 邓正涛. 反溶剂法快速合成高效发光二维锡卤钙钛矿材料[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(12): 3774. |
[12] | 唐文涛, 李圣凯, 王昚, 陈龙, 陈卓. 基于激光介导富集的表面增强拉曼分析[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(10): 3054. |
[13] | 王婷婷, 雷宇涵, 林宇娟, 黄加玲, 刘翠娥, 郑凤英, 李顺兴. 脂质体封端CsPbX3(X=Cl,Br,I)纳米晶体的制备及在发光二极管中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(8): 1896. |
[14] | 赵国庆, 袁钊, 王连, 郭卓. 磷化镍/氮硫双掺杂石墨烯复合材料的制备及电催化析氢性能[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(7): 1575. |
[15] | 孙强强, 曹宝月, 周春生, 张国春, 王增林. 镍铜合金立方体纳米晶的脉冲电沉积及电催化析氢性能[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(6): 1287. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||