要如何，才能再一次清晰「你的名字」……

发布时间： 2016-12-19 20:35 来源：滨松光子学商贸（中国）有限公司

说起近期院线里备受关注的剧场版动画，第一个想到的当然会是新海诚导演的《你的名字。》。除了剧情上戳中泪点无数以外，一贯的新海诚式唯美画风，让许多吃瓜群众们也诚实地掏出了包里的票钱。

对于这种剧情给力画面感人的诚意作品，大批迷妹迷弟们（比如说小编）肯定少不了观影后回家再反复刷一刷。但如何才能对得起新海叔一手打造的绚烂且细腻的画面，为自己还原影院的视觉感受，that is a question!

而近年，在电视界中出现了一个新概念——“量子点电视”，相较于传统的液晶电视具有更窄的发射光峰宽度，使得显像锐度大幅提高，促成更细腻的画质。而宽色域的特点也可以让画面的色彩能更加鲜艳饱满。简单来讲，即使在家，视觉享受也将不输于影院，再一次“清晰”《你的名字。》也不再话下。

量子点电视显像能力之所以MAX，其发光层中的一种名为“无机钙钛矿”的材料起到了决定性的作用。

你的名字：无机钙钛矿

2009年有机无机钙钛矿首次被报道应用于太阳能领域以来，不断挖掘出的优异性能使得钙钛矿在诸多领域成为明星材料，如太阳能电池，电致发光器件，激光等等。然而，有机无机杂化钙钛矿中的有机组分容易与空气中水氧反应，存在稳定性差等问题，极大阻碍了实际的器件应用。相较而言，众多研究表明无机卤素钙钛矿（CsPbX3, X=Cl, Br, I）具有更高的热稳定性，同时具有高量子产率，窄发光波长，优异的电荷传输等光电性能，吸引了越来越多研究者聚焦的目光。

2015年1月，瑞士的Maksym教授课题组首次报道了无机钙钛矿量子点CsPbX3，量子产率高达90%，发光颜色在整个可见光范围内可调，同时具有140% NTSC的宽色域，在发光领域表现出极大的潜力。2015年10月，中国南京理工大学曾海波课题组首次成功制备了由无机钙钛矿做发光层的红绿蓝三基色量子点发光二极管（QLED），其中基于CsPbBr3的绿光QLED外量子效率最高，为0.12%，亮度为946cd/m2（Advanced Materials, 2015, 27, 7162）。随后，国际上越来越多的课题组加入了对无机钙钛矿发光器件的研究，正在针对下一代柔性高清显示的需求不断探索提升器件性能的新思路。

从传统量子点发展历程中，我们不难发现量子点的表面配体（例如配体种类，含量等）是影响量子点LED性能的主要因素。2016年，Sargent课题组通过表面工程，利用短链配体对CsPbX3量子点进行配体交换，从而改善器件电注入效率，将CsPbBr3-QLED的外量子效率提高到了3%。然而，考虑到高度动态的无机钙钛矿量子点表面以及复杂的配体体系，通过配体交换来提升LED器件性能依然任重而道远。

此外，实现高效钙钛矿QLED面临的另一个重大挑战之一是如何有效纯化钙钛矿量子点。一方面，足量的表面配体提高量子点在溶剂中的分散性，防止颗粒团聚，同时充分钝化量子点表面，减少表面缺陷，保障量子点的高荧光量子产率以及溶液稳定性；但另一方面，这些表面配体又会一定程度上阻碍所制得器件电荷注入，特别是过量的配体，将严重影响发光器件性能提升。在传统的镉基量子点LED中，配体纯化已经被普遍运用，但是晶体的离子特性使得无机钙钛矿极易受到清洗溶剂的极性影响，难以进行有效的量子点产物提纯，更不用说进行表面配体含量调控。

如何同时实现量子点墨水高稳定性、量子点膜高均匀性、高光致发光效率、有效电荷注入这四个QLED所需的要素是领域内目前的关键问题。

成果突破，打开新视界

然而就在近日，该问题被南京理工大学纳米光电材料研究所暨新型显示材料与器件工信部重点实验室的曾海波团队攻破。在首创(“first”引自Nature Nanotech. 2015, 10, 1001)了全无机钙钛矿三基色发光二极管(Adv. Mater. 2015, 27, 7162)的基础上，曾海波团队提出利用混合溶剂提纯的方法调控量子点表面配体密度，实现了量子点墨水高稳定性、量子点膜高均匀性、高光致发光效率、有效电荷注入等四个要素的共存，从而将QLED发光器件效率提高了50倍，再创了该体系电致发光的世界纪录。

其所制得的量子点LED亮度达到了15185 cd/m2，外量子效率达到6.27 %，大大提升了基于无机钙钛矿发光器件的性能。该方法一定程度上解决了无机钙钛矿量子点提纯难题，有助于推动无机钙钛矿在实际发光器件中的应用。

*该研究成果以“50-fold EQE Improvement up to 6.27% of Solution-processed All-inorganic Perovskite CsPbBr3 QLED svia Surface Ligand Density Control”为题发表在《先进材料》上（Advanced Materials 2016, 10.1002/adma.201603885）。

研究过程中，课题组人员在参考了多种溶剂的极性并比较了前期实验结果后，发现己烷和乙酸乙酯两种溶剂混合后，能够有效地进行CsPbBr3量子点的提纯，而且能反复利用这种混合溶剂进行多次提纯。前三次提纯后量子点能保持较好性能不变（如量子点墨水稳定性，荧光量子产量率>80%，薄膜均匀性及微观结构）。但重复纯化次数过多后，量子点分散液出现明显沉淀，颗粒聚集长大，性能大大降低。考虑到器件应用，研究人员对前三次的提纯过程进行了详细研究。

通过核磁共振谱（NMR），光电子能谱（XPS）及红外光谱（FT-IR）多方面表征了不同量子点提纯次数下表面配体的变化，计算了提纯过程后相应的表面配体密度，证明了量子点表面配体密度随着提纯次数增加不断减少。接着，研究人员对被提纯不同次数的CsPbBr3量子点进行了光学和电学性能方面的表征。光学测试方面表明适当的提纯次数未破坏该量子点发光性能，而电学性能测试证明经多次混合溶剂提纯很大程度上提高了器件的电荷注入能力。