双发射铜基钙钛矿的形貌工程及其稳定蓝光LED器件研究

本文报道了一种通过简易反溶剂法一步合成双发射Cs3Cu2I5:CsI钙钛矿纳米晶（NCs）的创新策略。该材料在295 nm激发下发射450 nm蓝光，350 nm激发时产生427 nm紫光，具有高光致发光量子产率（PLQY>55%）和乙醇中30天的超强稳定性。通过精确调控前驱体化学计量比与反应温度，实现了从针状→棒状→立方体的形貌可控演化，并基于此制备出CIE (0.20, 0.25)的稳定蓝光LED器件（192小时运行保持90.3%初始亮度），为无铅钙钛矿光电材料开发提供新范式。

　　

Highlight

我们通过简单的室温过饱和结晶法成功合成了多种形貌的Cs₃Cu₂I₅:CsI钙钛矿纳米晶。图1a展示了不同铯铜摩尔比制备样品的X射线衍射图谱，24.8°、25.6°和26.4°等衍射峰分别对应零维Cs₃Cu₂I₅钙钛矿的(400)、(312)和(222)晶面。

Results and discussion

有趣的是，当铯铜比从1:1调整至3:2时，纳米晶形貌发生戏剧性转变——从杂乱针状结构（图2b）逐渐演化为规整立方体（图2e）。这种"变形记"源于过量CsI前驱体在结晶过程中自发形成的保护性CsI壳层，就像给纳米晶穿上了定制铠甲。光谱分析显示，立方体样品展现出高达58%的PLQY，比针状样品提升近30%，这要归功于其完美的晶面暴露和降低的表面缺陷密度。

Conclusion

总而言之，我们开发的这种反溶剂法就像"分子乐高"，通过精准调控前驱体配比和反应温度，实现了Cs₃Cu₂I₅:CsI纳米晶从针状→棒状→立方体的程序化形貌演变。这种"形貌工程"策略不仅解决了传统热注入法的高成本难题，更为设计下一代稳定无铅光电材料提供了新思路。