钙钛矿量子点研究进展PPT课件

化工进展CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS2021年第40卷第1期提高钙钛矿量子点稳定性的研究进展吕斌1，2，郭旭1，2，高党鸽1，2，马建中1，2，麻冬3（1陕西科技大学轻工科学与工程学院，陕西西安710021；2轻化工程国家级实验教学示范中心，陕西西安710021；3陕西燃气集团富平能源科技有限公司，陕西渭南711700）摘要：钙钛矿量子点具有发光谱带较窄、发光可调、量子效率高等优异的光学性能，在发光二极管、激光发射器等领域广受关注。

但是钙钛矿量子点由于强离子性、高表面能及表面配体易迁移等特性而对环境高度敏感，使其在实际应用中受到限制。

本文简要介绍了钙钛矿量子点结构和不稳定的原因，综述了近年来提高钙钛矿量子点稳定性的主要方法，重点从离子掺杂、表面钝化、表面包覆及多重保护4个方面展开论述。

最后从绿色环保的角度出发，对高稳定生物质基钙钛矿量子点材料的制备进行了展望，提出使用具有特定结构的生物质材料及其衍生材料取代传统石油基试剂作为配体、溶剂或吸附重金属离子的外壳材料，可加速钙钛矿量子点朝着绿色低毒的方向发展。

关键词：钙钛矿；量子点；稳定性；生物质中图分类号：TN304文献标志码：A文章编号：1000-6613（2021）01-0247-12Research progress on the improvement of the stability of perovskitequantum dotsLYU Bin 1，2，GUO Xu 1，2，GAO Dangge 1，2，MA Jianzhong 1，2，MA Dong 3(1College of Bioresources Chemistry and Materials Engineering,Shaanxi University of Science &Technology,Xi ’an 710021,Shaanxi,China;2National Demonstration Center for Experimental Light Chemistry Engineering Education,Shaanxi University of Science &Technology,Xi ’an 710021,Shaanxi,China;3Shaanxi Gas Group Fuping EnergyTechnology Corporation Limited,Weinan 711700,Shaanxi,China)Abstract:Perovskite quantum dots have attracted much attention in light-emitting diodes,laser emitters,and other fields due to their narrow optical emission bands,adjustable light emission,and high quantum yield,etc .However,perovskite quantum dots are highly sensitive to the environment due to their strong ionicity,high surface energy,and easy migration of surface ligands,therefore,they are limited in practical applications.This article introduces the reasons of the structure and instability of perovskite quantum dots and summarizes the main methods to improve the stability of perovskite quantum dots in recent years from four aspects:ion doping,surface passivation,surface coating,and multiple protection.Finally,from the perspective of green environmental protection,the prospect of the preparation of highly stable biomass-based perovskite quantum dots are put forward.It proposed to use biomass materials with specific综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2020-0432收稿日期：2020-03-23；修改稿日期：2020-07-25。

全固态钙钛矿量子点及发光母粒1. 简介全固态钙钛矿量子点是一种新型的半导体材料，具有优异的光电特性和发光性能。

由于其在光电器件、显示器件和生物医学领域的潜在应用，引起了广泛的研究兴趣。

全固态钙钛矿量子点及其发光母粒的研究不仅对于材料科学和光电器件领域具有重要意义，而且对推动新型材料在实际应用中的发展也具有深远的意义。

本文将对全固态钙钛矿量子点及发光母粒的研究现状、性能特点和应用前景进行综述。

2. 全固态钙钛矿量子点的合成方法目前，全固态钙钛矿量子点的合成方法主要包括溶液法、热分解法、离子交换法等。

溶液法是最常用的合成方法，通常通过钙钛矿晶种的溶解再结晶来实现对量子点的合成。

热分解法利用高温热解或溶胶-凝胶法将前驱体转化为全固态钙钛矿量子点。

离子交换法则是利用溶液中存在的钙离子与其他阳离子进行交换，合成全固态钙钛矿量子点。

这些方法各有优缺点，需要根据具体需求选择合适的合成方法。

3. 全固态钙钛矿量子点的性能特点全固态钙钛矿量子点具有优异的光致发光特性和较高的荧光量子产率，其发光波长可通过改变结构和成分调控，具有较宽的调制范围。

全固态钙钛矿量子点还具有窄的发光带宽、长的荧光寿命和优异的光稳定性。

这些性能特点使得全固态钙钛矿量子点在显示器件、白光LED等光电器件中具有巨大的应用潜力。

4. 全固态钙钛矿量子点的应用前景全固态钙钛矿量子点的应用前景非常广阔，主要包括显示器件、照明器件、生物成像和生物标记、传感器等领域。

在显示器件中，全固态钙钛矿量子点可应用于LED、QLED、LCD等各种显示技术中，具有较高的亮度和色彩饱和度。

在照明器件中，全固态钙钛矿量子点可以作为优质的发光材料，应用于室内照明、车灯等领域。

在生物医学领域，全固态钙钛矿量子点可作为生物成像探针，用于细胞成像、肿瘤治疗等领域。

在传感器领域，全固态钙钛矿量子点可以应用于化学传感、生物传感等领域，具有较高的灵敏度和选择性。

5. 结语全固态钙钛矿量子点及发光母粒作为一种新型的半导体材料，具有独特的光电特性和发光性能，引起了广泛的研究兴趣和应用价值。

钙钛矿量子点研究进展钙钛矿量子点是一类具有广泛应用前景的新型纳米材料，其具有优异的光学、电学和磁学性能，因此在光电子器件、光催化、生物成像、光传感等领域具有广泛的应用潜力。

近年来，针对钙钛矿量子点的研究取得了诸多重要进展。

首先，钙钛矿量子点的合成方法得到了显著改进。

传统的合成方法多采用热分解法或溶剂热法，但由于条件较为复杂，产率低且很难控制尺寸和形状。

近年来，研究人员发展了许多新的合成方法，如离子交换法、表面修饰法、离子液体法等。

这些新的合成方法不仅能够合成高质量的钙钛矿量子点，还能够精确调控其尺寸、形状和表面性质，为其在应用中提供了更多的可能性。

其次，钙钛矿量子点在光电子器件领域的应用突破了传统材料的限制。

光电转换器件是钙钛矿量子点最具应用潜力的领域之一、研究人员通过合理选择钙钛矿量子点的成分和调控其尺寸，成功制备出高效率的钙钛矿太阳能电池。

此外，钙钛矿量子点还可以用于制备发光二极管、光电传感器、激光器等光电子器件，提高了这些器件的性能和稳定性。

第三，钙钛矿量子点在生物医学领域的应用也取得了重要进展。

由于其优异的光学性能和生物兼容性，钙钛矿量子点被广泛应用于生物成像和生物标记物等方面。

研究人员通过调控钙钛矿量子点的组分和表面性质，使其能够在生物体内具有较高的稳定性和荧光性能。

这使得钙钛矿量子点成为了高分辨率生物成像和癌症治疗的有力工具。

最后，钙钛矿量子点的表面修饰和功能化也取得了重要进展。

表面修饰和功能化可以提高钙钛矿量子点的光学和电学性能，扩展其应用领域。

研究人员通过改变钙钛矿量子点的表面配体，实现了对其吸收光谱和发射光谱的调控。

此外，还将钙钛矿量子点与其他材料进行修饰，制备出具有特殊功能的杂化材料，如电催化剂、光催化剂等。

综上所述，近年来对钙钛矿量子点的研究取得了诸多重要进展。

随着不断发展的合成方法和功能化技术，钙钛矿量子点在光电子器件、生物医学和其他领域的应用前景将进一步拓宽。

然而，钙钛矿量子点的制备成本和毒性问题仍然存在挑战，需要进一步研究和改进。

钙钛矿量子点是一种具有高量子产率、高缺陷容忍度、可调谐带隙、易于合成等优点的材料，近年来备受关注。

这种材料可以用于LED显示和微型激光器件等，而且经过科学家的不懈努力，目前基于钙钛矿量子点材料的红、绿、蓝光发光二极管（LED）已可成功制备，在发光亮度、色纯度和能耗等方面展现出明显优势，有望应用于大尺寸超清显示和高端照明等领域。

我国在钙钛矿量子点领域的研究也在不断深入，已经有很多团队在研究这种材料，比如中科院长春光机所团队曾合成不同卤素掺杂的全可见光谱区高性能钙钛矿量子点，广东省科学院半导体研究所与中科院长春应用化学研究所也合作开发出了高性能钙钛矿量子点并成功应用于发光二极管中。

此外，钙钛矿量子点还存在一些挑战，如稳定性问题和批量化制备工艺的成本较高。

但科学家们正在努力解决这些问题，以推动钙钛矿量子点材料的大规模生产和应用。

钙钛矿量子点原位生成1. 引言钙钛矿量子点是一种具有优异光电性能的半导体材料，具有广泛的应用前景，如光电器件、光催化、生物标记等。

然而，传统的合成方法往往需要复杂的前驱体和高温条件，限制了其在大规模制备和应用中的使用。

因此，钙钛矿量子点的原位生成方法备受关注，可以通过简单的合成步骤在特定条件下直接合成钙钛矿量子点。

2. 原位生成的方法2.1 水热法水热法是一种常用的原位生成钙钛矿量子点的方法。

通过将钙源、钛源和表面活性剂等原料在高温高压的水溶液中反应一段时间，可以得到具有钙钛矿结构的量子点。

水热法的优点是反应条件温和，合成过程简单，适用于大规模合成。

2.2 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种基于溶胶和凝胶相互转化的原位生成方法。

通过将钙源和钛源等原料溶解在有机溶剂中，然后通过控制溶胶的凝胶过程，可以得到具有钙钛矿结构的量子点。

溶胶-凝胶法的优点是合成过程可控性好，可以调控合成产物的形貌和尺寸。

2.3 气相沉积法气相沉积法是一种通过在气相条件下合成钙钛矿量子点的原位生成方法。

通过将钙源和钛源等原料在高温高压的气氛中反应，可以得到具有钙钛矿结构的量子点。

气相沉积法的优点是合成过程中无需溶剂，可以得到纯净的产物。

3. 原位生成的影响因素3.1 前驱体选择前驱体的选择对钙钛矿量子点的原位生成过程具有重要影响。

不同的前驱体在反应中会产生不同的中间产物，进而影响钙钛矿量子点的生成。

因此，选择适合的前驱体是实现高效原位生成的关键。

3.2 反应条件反应条件也是影响钙钛矿量子点原位生成的重要因素。

合适的温度、压力和反应时间可以提高反应速率和产物纯度，同时避免副反应的发生。

因此，合理选择反应条件对于实现高效原位生成是至关重要的。

3.3 表面活性剂选择表面活性剂在原位生成过程中起到了模板和稳定剂的作用。

不同的表面活性剂可以调控钙钛矿量子点的形貌、尺寸和光电性能。

因此，在原位生成过程中合理选择表面活性剂是实现定向合成的关键。

钙钛矿量子点是一种热门的纳米材料，在太阳能电池、LED等领域具有重要的应用前景。

其独特的光学性能、电化学性能和稳定性使其成为目前纳米材料研究的热点之一。

本文将对钙钛矿量子点的结构进行深入探讨，以期为相关研究和应用提供理论支持。

一、钙钛矿量子点的定义和特性钙钛矿量子点是一种由钙钛矿材料制备而成的纳米材料。

它通常具有以下特性：1. 尺寸小，一般在几纳米至十几纳米之间；2. 光学性能优异，具有较高的荧光量子产率和良好的荧光性能；3. 电化学性能优越，可以用于制备高效的太阳能电池和光电器件。

二、钙钛矿量子点的结构及制备方法1. 结构钙钛矿量子点的结构一般包括钙离子、钛离子和一种带缺陷的阳离子。

其结构具有较高的对称性和晶体稳定性，是钙钛矿量子点优异性能的保障。

2. 制备方法目前，制备钙钛矿量子点的方法主要包括溶剂热法、溶胶凝胶法、微乳法等。

这些方法可以通过调控温度、溶剂、反应时间等参数，精密地控制量子点的尺寸、形貌和结构，从而实现对其性能的调控。

三、钙钛矿量子点在太阳能电池中的应用由于钙钛矿量子点具有优异的光学性能和电化学性能，因此在太阳能电池领域有着广阔的应用前景。

通过将钙钛矿量子点掺杂到太阳能电池的光敏层中，可以有效地提高太阳能电池的光电转换效率，并且降低生产成本。

四、钙钛矿量子点在LED中的应用钙钛矿量子点还可以作为LED材料来使用。

由于其优异的发光性能和调控性，使得钙钛矿量子点LED具有更广阔的色彩范围和更高的亮度，可以满足人们对于高品质照明的需求。

五、未来展望钙钛矿量子点作为一种新兴的纳米材料，具有广阔的应用前景。

随着相关技术的不断进步，钙钛矿量子点的制备工艺和性能将得到更大的提升，为其在太阳能电池、LED和其他光电器件领域的应用打下更为坚实的基础。

钙钛矿量子点的研究也将会在光催化、生物医药等领域发展出更多的应用潜力。

钙钛矿量子点作为一种独特的纳米材料，具有优异的性能和广阔的应用前景。

通过对其结构和特性的深入研究，相信将能够为相关领域的研究和应用提供更多的理论支持，推动这一领域的不断发展和创新。

量⼦点钙钛矿LED的研究概述注：参考⽂献和⽂章尚在整理ing...⼀常⽤术语1.（External quantum efficiency，EQE） 这是LED最重要的参数，它的定义为：因此，EQE越⼤，发射到外部的光⼦数越多，即LED越亮2 （Internal Quantum Efficiency, IQE）通俗的来说，外部量⼦效率是产⽣的电⼦数与所有⼊射的光⼦数之⽐；内部量⼦效率是产⽣的电⼦数与所有已经吸收的光⼦数之⽐。

3.量⼦点：量⼦点是⼀种低维半导体材料，⼀般为球形或类球形，直径常在2-20 nm之间,通过对这种纳⽶半导体材料施加⼀定的电场或光压，它们便会发出特定频率的光，量⼦点⼤⼩和颜⾊之间也存在相互关系4.钙钛矿：钙钛矿是指⼀类陶瓷氧化物，其分⼦通式为ABO3，由于晶体具有特殊的结构，在⾼温催化及光催化⽅⾯具有潜在的应⽤前景5. 钙钛矿量⼦点最先成熟的量⼦点材料为重⾦属，2015年兴起的钙钛矿材料称为下⼀代量⼦点材料6. 电流体喷印设备传统喷墨打印通过给溶液添加驱动⼒，把墨⽔从针头⾥推出来，电流体动⼒喷印通过电场⼒，把墨⽔从喷嘴处拉下来。

⼆、量⼦点1.概念 量⼦点是纳⽶⼤⼩的⼩型球形状半导体粒⼦，也被称为纳⽶半导体粒⼦或纳⽶晶体，通常有⽐激⼦波尔半径更⼩或接近的半径，仅仅由数个或数⼗个原⼦组成，施加电压会产⽣⾃发光，吸收并再释放同样波长的光。

另外，量⼦点还有⼀个特点：当受到光或电的刺激，量⼦点会发出有⾊光线，光线的颜⾊由量⼦点的组成材料和⼤⼩形状决定，这就意味着量⼦点能够改变光源发出的光线颜⾊。

它可由半导体材料组成，譬如：Ⅲ、Ⅴ族元素（如GaAs InP InGaAs InAs 、、、等）或Ⅱ、Ⅵ族元素（如CdTe CdS 、、 ZnSe CdSe 、等）。

同时，其组成也可是多种数种核/壳结构的半导体材料，如 CdSe/ZnS 量⼦点的尺⼨/电学/光学特性可以⽤在不寻常的电⼦和光电设备类别中，并有可能⽤于固态照明，信息显⽰，成像探测器和其他系统。

钙钛矿量子点一、什么是钙钛矿量子点？钙钛矿量子点是指一种新型的半导体材料，具有极高的光电性能，常用于制造LED照明、光电器件等高科技产品。

二、钙钛矿量子点的特点是什么？1. 高发光效率：钙钛矿量子点具有高辐射转换效率和高光量子产率，可以产生更高亮度的光。

2. 谱段范围广：钙钛矿量子点具有较宽的吸收光谱段和发射波长范围，可以实现全彩发光。

3. 能量量子化：钙钛矿量子点的发光强度是能量量子化的，即每个量子点可以产生一定数量的光子，不会因加热而影响光子发射。

4. 超净：钙钛矿量子点为非有机材料，具有超净性。

三、钙钛矿量子点的应用领域有哪些？1. 光电器件：利用钙钛矿量子点的高光电性能，可以制造LED照明、高效太阳能电池、光电传感器等光电器件。

2. 生物医学：钙钛矿量子点不仅可以作为高效荧光探针，还可以用于生物标记、细胞成像和药物传递等生物医学领域。

3. 污染治理：利用钙钛矿量子点具有的光催化性质，在污染治理领域有着广泛的应用。

4. 显示器件：将钙钛矿量子点作为发光成分，可以制造面板显示器、电视屏幕等高品质显示器件。

四、钙钛矿量子点的制备方法有哪些？1. 溶剂热法：将钙钛矿前体混合在有机溶剂中，加热至一定温度，静置一段时间即可制得钙钛矿量子点。

2. 离子液体法：利用离子液体作为反应介质，通过表面修饰来制备钙钛矿量子点。

3. 微波法：将钙钛矿前体及表面修饰剂置于微波加热器中进行处理，可以实现高效制备钙钛矿量子点。

4. 水相法：在水相条件下添加离子液体、表面修饰剂及钙、钛离子，通过水相反应制备钙钛矿量子点。

五、结语钙钛矿量子点以其高效、波段宽、超净等特点，成为光电器件、生物医学、污染治理等领域中重要的材料之一。

在未来，钙钛矿量子点有望广泛应用于光电科技领域。

聚苯胺钙钛矿量子点一、聚苯胺1. 结构与性质- 聚苯胺（Polyaniline，PANI）是一种典型的导电高分子材料。

它具有独特的分子结构，由苯环和氮原子组成的重复单元构成。

其结构中的共轭π电子体系是其具备特殊性质的关键因素。

- 聚苯胺有多种氧化态，如翠绿亚胺盐（Emeraldine salt）、全还原态（Leucoemeraldine）和全氧化态（Pernigraniline）等。

不同氧化态下，聚苯胺的电学、光学等性质有所差异。

例如，翠绿亚胺盐态的聚苯胺具有较好的导电性，在室温下其电导率可以达到1 - 10 S/cm左右。

- 它还具有良好的环境稳定性，相比于其他一些导电高分子，聚苯胺在空气中能够保持相对稳定的性能。

2. 合成方法- 化学氧化聚合法是最常用的合成聚苯胺的方法之一。

在这种方法中，通常以苯胺为单体，在酸性介质（如盐酸、硫酸等）中，使用氧化剂（如过硫酸铵）进行氧化聚合反应。

反应方程式如下：- nC_6H_5NH_2+(NH_4)_2S_2O_8→ (C_6H_5N)_n + 2(NH_4)HSO_4- 电化学聚合法也是一种重要的合成方式。

在电化学池中，以苯胺为单体，在合适的电解液（如含有苯胺和支持电解质的酸性溶液）中，通过施加一定的电压，苯胺在电极表面发生氧化聚合反应，从而在电极表面形成聚苯胺薄膜或沉积层。

二、钙钛矿量子点1. 结构与组成- 钙钛矿量子点一般具有ABX₃的晶体结构，其中A位通常是有机阳离子（如甲基铵CH_3NH_3^+、甲脒HC(NH_2)_2^+等），B位是金属离子（如铅Pb^2 + 、锡Sn^2+等），X位是卤素离子（如Cl^-、Br^-、I^-）。

- 量子点的尺寸通常在纳米量级（1 - 100nm），由于量子限域效应，其具有独特的光学和电学性质。

例如，其吸收光谱和发射光谱可以通过改变量子点的尺寸进行调节，表现出从蓝光到红光的宽范围可调谐发光特性。

2. 制备方法- 溶液法是制备钙钛矿量子点的常用方法。