CuInS2量子点在远程白光LED中应用的关键表面和界面问题研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:21573018
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:66.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:B0505.复合与杂化材料化学
- 结题年份:2019
- 批准年份:2015
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2016-01-01 至2019-12-31
- 项目参与者:刘永皓; 陈冰昆; 柏泽龙; 汤加伦; 傅文平; 周青超; 王紫薇; 胡香敏;
- 关键词:
项目摘要
In response to the demands for energy and the concerns of global warming and climate change, energy efficient and environmentally friendly solid-state lighting, such as white light-emitting diode (WLED), is considered to be the most promising and suitable light source. Effective lighting devices can be realized by combining one or more luminescent materials with blue emissive chips. Accordingly, it is very important to develop the materials and architecture of phosphors. Because of the small size, highly luminescent efficiency, and tunable emission spectra, colloidal quantum dots are emerging as novel luminescent materials to enhance the color performance of lighting and display technology. Colloidal CuInS2 based quanqutm dots exhibit tunable spectroscopic properties with particular properties such as wide tunable spectral window covering the visible to NIR region (500-750 nm), larger Stokes shifts (> 200 meV), broaden emission spectra with full width at half maximum (FWHM) of 90 to 120 nm, and a longer photoluminescence lifetime, as well as possible low toxicity and low cost. All of these features might provide ways to enhance the performance of WLEDs and create “smart” lighting systems. Recently, we have reported the fabrication of high color rendering (up to ~95) and high efficiency (up to ~70 lm/W) pc-WLEDs using CuInS2 based quantum dots. However, the LED devices using traditional encapsulation ways have heat dissipation problems, which lead to serious degradation of the phosphors. In this project, we proposed the investigatation of the photochemical degradation process of quantum dots in the nanocomposites and clarify the mechanism that underline the photoluminescence quenching effect during LED operation. To overcome the challenge, we also proposed to develop high quality nanocmposites with high transparency and high luminescence effiency through surface ligand and interface engineering. As such, the proposed work not only benefits fundamental material and chemistry science, but also provides compelling opportunities for the realization of improved WLEDs technologies.
白光LED是新一代绿色固态照明技术,发展与白光LED相关的新材料与新技术,具有十分重要的意义。CuInS2量子点具有波长可调、Stokes位移大、发光光谱宽、易量产和低毒、低成本等特点,是一类潜在的荧光转换材料,在白光LED中具有应用潜力。本项目拟在前期研究基础上,针对CuInS2量子点在远程白光LED中亟待解决的光、热和化学稳定性以及量子点与基质材料之间的相容性问题,开展表面调控研究,提升量子点的荧光量子效率;开展量子点在工作环境中的稳定性研究,揭示其荧光衰减机制;发展表面界面调控策略,解决高性能量子点复合过程中的分散性问题,构筑表面微纳光学结构,提高量子点复合材料的光转换效率,获得高性能远程白光LED器件。课题研究涉及到量子点应用中的关键“表面和界面”科学问题,研究的开展可推动量子点LED应用的发展,同时为“纳米颗粒”的应用提供理论基础和实验技术。
结项摘要
CuInS2量子点具有波长可调、Stokes位移大、发光光谱宽、易量产和低毒、低成本等特点,是一类重要的量子点材料,在白光LED荧光转换、医学成像、太阳能聚光等领域中具有应用潜力。本项目针对CuInS2量子点在远程白光LED中亟待解决的光、热和化学稳定性以及量子点与基质材料之间的相容性问题,开展表面调控研究,提升量子点的荧光量子效率;开展量子点在工作环境中的稳定性研究,揭示其荧光衰减机制;发展表面界面调控策略,解决高性能量子点复合过程中的分散性问题,构筑表面微纳光学结构,提高量子点复合材料的光转换效率,获得高性能远程白光LED器件。本项目发明了简单可靠的量子点原位配体交换技术,可制备出能够在醇、N,N二甲基甲酰胺、二甲亚砜等极性溶剂分散的铜铟硫量子点材料,为量子点的表面功能化提供了一类新材料,提升了LED、太阳能电池等应用性能。在此基础上,课题组开拓了钙钛矿量子点的原位制备技术,突破了量子点在聚合物中分散的难题,同时解决了其在液晶显示应用的稳定性问题,所实现的白光LED原型器件的效率达到80lm/W,色域110%。以上成果作为“胶体量子点的可控合成和高品质LED应用研究”的重要创新点,获得北京市科学技术奖励二等奖(项目负责人排名第二)。其项目执行过程中,共发表学术论文22篇,会议论文1篇,申请专利7项,项目参与人参加美国显示学会SID年会、日本IDW显示年会等学术会议8次,其中包括国际会议邀请报告4次。执行期间,培养博士生2名、硕士生4名,项目负责人2017年获得国家科学基金优秀青年基金支持,参与人博士后陈冰昆获得北京理工大学预聘教授职位,参与人毕业生张峰获得中国化学化工学会京博材料类优秀博士论文银奖。
项目成果
期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(8)
专利数量(7)
Reducing the Chromaticity Shifts of Light-Emitting Diodes Using Gradient-Alloyed CdxZn1-xSeyS1-y@ZnS Core Shell Quantum Dots with Enhanced High-Temperature Photoluminescence
使用具有增强高温光致发光的梯度合金 CdxZn1-xSeyS1-y@ZnS 核壳量子点减少发光二极管的色度偏移
- DOI:10.1002/adom.201801687
- 发表时间:2019-05-01
- 期刊:ADVANCED OPTICAL MATERIALS
- 影响因子:9
- 作者:Tang, Jialun;Li, Fei;Zhong, Haizheng
- 通讯作者:Zhong, Haizheng
Ligand-Controlled Formation and Photoluminescence Properties of CH3NH3PbBr3 Nanocubes and Nanowires
CH3NH3PbBr3 纳米立方体和纳米线的配体控制形成及其光致发光性质
- DOI:10.1002/cnma.201700034
- 发表时间:2017
- 期刊:ChemNanoMat
- 影响因子:3.8
- 作者:Zhang Feng;Chen Cheng;Kershaw Stephen V.;Xiao Changtao;Han Junbo;Zou Bingsuo;Wu Xing;Chang Shuai;Dong Yuping;Rogach Andrey L.;Zhong Haizheng
- 通讯作者:Zhong Haizheng
Single Source Precursor Chemical Vapor Decomposition Method to Fabricate Stable, Bright Emissive Aluminum Hydroxide Phosphors for UV-Pumped White Light-Emitting Devices
单源前驱体化学气相分解方法制备用于紫外泵浦白光发射器件的稳定、明亮的发射性氢氧化铝荧光粉
- DOI:10.1002/adom.201701115
- 发表时间:2018-02-05
- 期刊:ADVANCED OPTICAL MATERIALS
- 影响因子:9
- 作者:Chen, Bingkun;Xu, Xingjian;Rogach, Andrey L.
- 通讯作者:Rogach, Andrey L.
Colloidal Synthesis of Air-Stable CH3NH3PbI3 Quantum Dots by Gaining Chemical Insight into the Solvent Effects
通过对溶剂效应的化学洞察来胶体合成空气稳定的 CH3NH3PbI3 量子点
- DOI:10.1021/acs.chemmater.7b01100
- 发表时间:2017-04
- 期刊:CHEMISTRY OF MATERIALS
- 影响因子:8.6
- 作者:Zhang Feng;Huang Sheng;Wang Peng;Chen Xiaomei;Zhao Suling;Dong Yuping;Zhong Haizheng
- 通讯作者:Zhong Haizheng
Probing Exciton Move and Localization in Solution-Grown Colloidal CdSexS1-x Alloyed Nanowires by Temperature- and Time-Resolved Spectroscopy
通过温度和时间分辨光谱探测溶液生长胶体 CdSexS1-x 合金纳米线中激子的移动和定位
- DOI:10.1021/acs.jpcc.5b07198
- 发表时间:2015
- 期刊:Journal of Physical Chemistry C
- 影响因子:3.7
- 作者:Yang Gaoling;Ma Zongwei;Zhong Haizheng;Zou Shuangyang;Chen Cheng;Han Junbo;Zou Bingsuo
- 通讯作者:Zou Bingsuo
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- 发表时间:2019
- 期刊:Advanced Optical Materials
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- 发表时间:2014
- 期刊:Acta Physica Sinica
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- 作者:钟海政;钟海政;何军;何军
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- DOI:--
- 发表时间:2020
- 期刊:发光学报
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- 作者:张小丽;王雷;李东;邹炳锁;钟海政
- 通讯作者:钟海政
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