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Enhancement of photoluminescence and the stability of CsPbX3 (X = Cl, Br, and I) perovskite nanocrystals with phthalimide passivation
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2021-07-27 , DOI: 10.1039/d1nr03916d V G Vasavi Dutt 1 , Syed Akhil 1 , Nimai Mishra 1
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2021-07-27 , DOI: 10.1039/d1nr03916d V G Vasavi Dutt 1 , Syed Akhil 1 , Nimai Mishra 1
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Cesium lead halide perovskite nanocrystals (CsPbX3 NCs) have been the flourishing area of research in the field of photovoltaic and optoelectronic applications because of their excellent optical and electronic properties. However, they suffer from low stability and deterioration of photoluminescence (PL) properties post-synthesis. In this work, we demonstrate that incorporating an additional ligand can further enhance the optical properties and stability of NCs. Here, we introduced phthalimide as a new surface passivation ligand into the oleic acid/oleylamine system in situ to get near-unity photoluminescence quantum yield (PLQY) of CsPbBr3 and CsPbI3 perovskite NCs. Phthalimide passivation dramatically improves the stability of CsPbCl3, CsPbBr3, and CsPbI3 NCs under ambient light and UV light. The PL intensity was recorded for one year, which showed a dramatic improvement for CsPbBr3 NCs. Nearly 11% of PL can be retained even after one year with phthalimide passivation. CsPbCl3 NCs exhibit 3 times higher PL with phthalimide and retain 12% PL intensity even after two months, while PL of as-synthesized NCs completely diminishes. Under continuous UV light illumination, the PL intensity of phthalimide passivated NCs is well preserved, while the as-synthesized NCs exhibit negligible PL emission in 2 days. About 40% and 25% of initial PL is preserved for CsPbBr3 and CsPbCl3 NCs in the presence of phthalimide. CsPbI3 NCs with phthalimide exhibit PL even after 2 days, while PL for as-synthesized NCs rapidly declined in the first 10 h. The presence of phthalimide in CsPbI3 NCs could maintain stability even after a week, while the as-synthesized NCs underwent a transition to the non-luminescent phase within 4 days. Furthermore, blue, green, yellow, and red-emitting diodes using CsPbCl1.5Br1.5, CsPbBr3, CsPbBr1.5I1.5, CsPbI3 NCs, respectively, are fabricated by drop-casting NCs onto blue LED lights, which show great potential in the field of display and lighting technologies.
中文翻译：
通过邻苯二甲酰亚胺钝化增强光致发光和 CsPbX3（X = Cl、Br 和 I）钙钛矿纳米晶体的稳定性
铯铅卤化钙钛矿纳米晶体（CsPbX 3 NCs）由于其优异的光学和电子特性，已成为光伏和光电应用领域的热门研究领域。然而，它们的稳定性低，合成后光致发光 (PL) 性能会变差。在这项工作中，我们证明了加入额外的配体可以进一步增强 NCs 的光学特性和稳定性。在这里，我们将邻苯二甲酰亚胺作为一种新的表面钝化配体原位引入油酸/油胺体系中，以获得接近统一的 CsPbBr 3和 CsPbI 3光致发光量子产率 (PLQY)钙钛矿 NC。邻苯二甲酰亚胺钝化显着提高了 CsPbCl 3、CsPbBr 3和 CsPbI 3 NCs 在环境光和紫外光下的稳定性。PL 强度记录了一年，这表明 CsPbBr 3 NCs显着改善。邻苯二甲酰亚胺钝化一年后仍可保留近 11% 的 PL。CsPbCl 3NCs 与邻苯二甲酰亚胺的 PL 表现出高 3 倍，即使在两个月后仍保持 12% 的 PL 强度，而合成后的 NCs 的 PL 完全减少。在连续紫外光照射下，邻苯二甲酰亚胺钝化 NCs 的 PL 强度保持良好，而合成后的 NCs 在 2 天内的 PL 发射可忽略不计。在邻苯二甲酰亚胺的存在下，CsPbBr 3和 CsPbCl 3 NCs保留了大约 40% 和 25% 的初始 PL 。即使在 2 天后，含有邻苯二甲酰亚胺的CsPbI 3 NCs 也表现出 PL，而合成后的 NCs 的 PL 在前 10 小时内迅速下降。CsPbI 3 中存在邻苯二甲酰亚胺NCs 可以在一周后保持稳定，而合成后的 NCs 在 4 天内过渡到非发光阶段。此外，分别使用 CsPbCl 1.5 Br 1.5、CsPbBr 3、CsPbBr 1.5 I 1.5、CsPbI 3 NCs 的蓝色、绿色、黄色和红色发光二极管是通过将 NCs 滴铸到蓝色 LED 灯上来制造的，这在蓝色 LED 灯上显示出巨大的潜力。显示和照明技术领域。
更新日期：2021-08-17
中文翻译：
通过邻苯二甲酰亚胺钝化增强光致发光和 CsPbX3（X = Cl、Br 和 I）钙钛矿纳米晶体的稳定性
铯铅卤化钙钛矿纳米晶体（CsPbX 3 NCs）由于其优异的光学和电子特性，已成为光伏和光电应用领域的热门研究领域。然而，它们的稳定性低，合成后光致发光 (PL) 性能会变差。在这项工作中，我们证明了加入额外的配体可以进一步增强 NCs 的光学特性和稳定性。在这里，我们将邻苯二甲酰亚胺作为一种新的表面钝化配体原位引入油酸/油胺体系中，以获得接近统一的 CsPbBr 3和 CsPbI 3光致发光量子产率 (PLQY)钙钛矿 NC。邻苯二甲酰亚胺钝化显着提高了 CsPbCl 3、CsPbBr 3和 CsPbI 3 NCs 在环境光和紫外光下的稳定性。PL 强度记录了一年，这表明 CsPbBr 3 NCs显着改善。邻苯二甲酰亚胺钝化一年后仍可保留近 11% 的 PL。CsPbCl 3NCs 与邻苯二甲酰亚胺的 PL 表现出高 3 倍，即使在两个月后仍保持 12% 的 PL 强度，而合成后的 NCs 的 PL 完全减少。在连续紫外光照射下，邻苯二甲酰亚胺钝化 NCs 的 PL 强度保持良好，而合成后的 NCs 在 2 天内的 PL 发射可忽略不计。在邻苯二甲酰亚胺的存在下，CsPbBr 3和 CsPbCl 3 NCs保留了大约 40% 和 25% 的初始 PL 。即使在 2 天后，含有邻苯二甲酰亚胺的CsPbI 3 NCs 也表现出 PL，而合成后的 NCs 的 PL 在前 10 小时内迅速下降。CsPbI 3 中存在邻苯二甲酰亚胺NCs 可以在一周后保持稳定，而合成后的 NCs 在 4 天内过渡到非发光阶段。此外，分别使用 CsPbCl 1.5 Br 1.5、CsPbBr 3、CsPbBr 1.5 I 1.5、CsPbI 3 NCs 的蓝色、绿色、黄色和红色发光二极管是通过将 NCs 滴铸到蓝色 LED 灯上来制造的，这在蓝色 LED 灯上显示出巨大的潜力。显示和照明技术领域。
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