全无机钙钛矿量子点发光材料的研究进展与制备开题报告

全文总字数：4531字

1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来，钙钛矿量子点因优异的性能从各种光电材料中脱颖而出，各国科学家对其展开了深入的研究，并取得许多重大成果。钙钛矿材料的化学式为abo₃，a位为有机阳离子ch₃nh₃ 或ch(nh₂)₂ ,或者是碱金属阳离子cs² ,b位为二价金属阳离子pb² 或sn² ，x代表卤素离子cl^-、br^-或i^-，当a位为一种有机阳离子时，称为有机无机杂化钙钛矿材料，当a位为碱金属阳离子时，称为全无机钙钛矿材料（ipqds)。

对有机钙钛矿材料的研究早于无机钙钛矿材料，早期研究发现有机钙钛矿材料在太阳能电池领域有优越的性能，并且在几年时间内钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从3.18%提升到约20%，其光电转换效率赶超其他传统半导体材料，其发展速度也快于硅等传统半导体材料。此外，有机钙钛矿材料在led组件、光探测、场效应晶体管、忆阻器、激光等领域的应用也越来越多。但是，有机无机杂化钙钛矿材料存在一个主要的问题：对氧气、水和光照等条件敏感而导致稳定性差，这也很大程度上阻碍了有机钙钛矿材料在更大规模上实际应用。

全无机钙钛矿量子点于2014年兴起，此种材料具有吸收截面大、荧光电子产率（plqy）高、半峰宽窄、发射光谱可调并能覆盖整个可见光区域、成本低、稳定性比有机无机杂化钙钛矿量子点更好的优点。这些优点使全无机钙钛矿量子点成为最具有潜力的光电材料之一，广泛应用于发光二极管、太阳能电池、光电探测器、激光等领域。相比有机无机杂化钙钛矿材料，全无机钙钛矿材料的稳定性有所提高，但由于其本身的强离子性，依旧存在易受水、氧气、热、光照破坏的问题。研究者发现mn² 掺杂、表面钝化、表面配体等方法可提高钙钛矿量子点的稳定性，如何改进工艺从而制得更稳定的钙钛矿量子点，仍是当下研究的主要方向。另外，钙钛矿量子点成分中的铅具有毒性，这也是其问题之一，通过使用无毒或低毒金属（如mn、sn等）来全部或部分取代pb、或者用聚合物材料来包覆无机钙钛矿量子点，可有效解决此材料的毒性问题。

2. 研究的基本内容与方案

研究的基本内容与目标：了解钙钛矿量子点材料的发展过程，对比全无机钙钛矿量子点与杂化钙钛矿量子点的各自特性，通过查阅文献，了解研究者的实验，用数据去说明全无机钙钛矿量子点比杂化钙钛矿量子点有更好的优势和潜力。重点论述全无机钙钛矿量子点的制备方法并对这些方法进行比较，重点阐述目前全无机钙钛矿量子点存在的问题以及解决策略，并对这种材料的应用进行介绍。最后，对实验室制备与表征ipqds进行了设计。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－8周：按照设计方案进行重点资料的阅读、记好笔记。

第9－12周：对实验方案进行设计。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 王恩胜，余丽萍等．全无机钙钛矿量子点的研究进展[j]．材料导报，2019,33（3）：777-783

[2] 孙佳奕. 钙钛矿量子点与分子筛复合材料的制备与性能研究 [d]. 华南理工大学,2018

[3] 邹胜晗. 掺杂全无机钙钛矿量子点光学/光电性能及其应用研究[d]. 中国科学院大学，2019