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Fabricating CsPbX3-Based Type I and Type II Heterostructures by Tuning the Halide Composition of Janus CsPbX3/ZrO2 Nanocrystals
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2019-04-15 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsnano.9b00001 Haiyu Liu 1 , Yeshu Tan 1 , Muhan Cao 1 , Huicheng Hu 1 , Linzhong Wu 1 , Xiaoya Yu 1 , Lu Wang 1 , Baoquan Sun 1 , Qiao Zhang 1
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2019-04-15 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsnano.9b00001 Haiyu Liu 1 , Yeshu Tan 1 , Muhan Cao 1 , Huicheng Hu 1 , Linzhong Wu 1 , Xiaoya Yu 1 , Lu Wang 1 , Baoquan Sun 1 , Qiao Zhang 1
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Fabricating CsPbX3-based heterostructures has proven to be a feasible way to tune their photophysical properties. Here, we report the successful fabrication of Janus CsPbX3/ZrO2 heterostructure nanocrystals (NCs), in which each CsPbX3 NC is partially covered by ZrO2. According to the band alignment, CsPbBr3/ZrO2 and CsPbI3/ZrO2 can be indexed as type I and type II composites, respectively. The type I composites display great enhancement in photoluminescence quantum yield (from 63 to 90%) and photoluminescence lifetime (from 12.9 to 66.1 ns) because of the charge carrier confinement and passivation effect provided by ZrO2. In contrast, the type II composites can be used in photocatalytic reduction of CO2 because electrons and holes are effectively separated and accumulated in ZrO2 and CsPbI3, respectively, under irradiation. Janus CsPbBr3/ZrO2 NCs showed a stability much higher than that of pristine CsPbBr3 against polar solvent treatment. A stable and highly efficient light-emitting device with luminous efficiency up to 55 lm W–1 is fabricated by using CsPbBr3/ZrO2 NCs as the green light source. This work may not only enrich the family of surface-passivated perovskite materials but also provide a good example for the rational design of specific composites in the metal halide perovskite field.
中文翻译：
通过调整Janus CsPbX 3 / ZrO 2纳米晶体的卤化物组成来制造基于CsPbX 3的I型和II型异质结构。
事实证明，制造基于CsPbX 3的异质结构是调节其光物理性质的可行方法。在这里，我们报告成功制造Janus CsPbX 3 / ZrO 2异质结构纳米晶体（NCs），其中每个CsPbX 3 NC部分被ZrO 2覆盖。根据能带排列，CsPbBr 3 / ZrO 2和CsPbI 3 / ZrO 2可以分别索引为I型和II型复合材料。由于ZrO 2提供的载流子限制和钝化作用，I型复合材料在光致发光量子产率（从63％到90％）和光致发光寿命（从12.9到66.1 ns）方面显示出极大的提高。相反，II型复合材料可用于光催化还原CO 2，因为在辐照下电子和空穴分别有效地分离和积累在ZrO 2和CsPbI 3中。Janus CsPbBr 3 / ZrO 2 NCs的稳定性远高于原始CsPbBr 3反对极性溶剂处理。通过使用CsPbBr 3 / ZrO 2 NC作为绿色光源，制造了稳定高效的发光器件，其发光效率高达55 lm W –1。这项工作不仅可以丰富表面钝化钙钛矿材料的种类，而且可以为金属卤化物钙钛矿领域中特定复合材料的合理设计提供一个很好的例子。
更新日期：2019-04-15
中文翻译：
通过调整Janus CsPbX 3 / ZrO 2纳米晶体的卤化物组成来制造基于CsPbX 3的I型和II型异质结构。
事实证明，制造基于CsPbX 3的异质结构是调节其光物理性质的可行方法。在这里，我们报告成功制造Janus CsPbX 3 / ZrO 2异质结构纳米晶体（NCs），其中每个CsPbX 3 NC部分被ZrO 2覆盖。根据能带排列，CsPbBr 3 / ZrO 2和CsPbI 3 / ZrO 2可以分别索引为I型和II型复合材料。由于ZrO 2提供的载流子限制和钝化作用，I型复合材料在光致发光量子产率（从63％到90％）和光致发光寿命（从12.9到66.1 ns）方面显示出极大的提高。相反，II型复合材料可用于光催化还原CO 2，因为在辐照下电子和空穴分别有效地分离和积累在ZrO 2和CsPbI 3中。Janus CsPbBr 3 / ZrO 2 NCs的稳定性远高于原始CsPbBr 3反对极性溶剂处理。通过使用CsPbBr 3 / ZrO 2 NC作为绿色光源，制造了稳定高效的发光器件，其发光效率高达55 lm W –1。这项工作不仅可以丰富表面钝化钙钛矿材料的种类，而且可以为金属卤化物钙钛矿领域中特定复合材料的合理设计提供一个很好的例子。
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