무연 페로브스카이트 제조를 위한 범용 HCl 보조 분말 대 분말 전략

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HAAPP 전략의 운영 다이어그램 b 각 단계에서 샘플의 디지털 사진; c HAAPP 전략의 성장 과정에 대한 메커니즘 설명; d 결정 성장 과정을 설명하기 위한 LaMer 모델; ~5분 동안 진탕한 후 진한 HCl 및 f를 한 번 첨가한 샘플 e의 디지털 사진; g 합성 중 UV 조사가 있는 제품(왼쪽)과 없는 제품(오른쪽) 비교; h 실내 조명 및 i 365 nm UV 광에서 대량 준비하여 얻은 제품의 디지털 사진 CREDIT
Huanxin Yang, Xiangxiang Chen, Yiyue Chu, Changjiu Sun, Haolin Lu, Mingjian Yuan, Yuhai Zhang, Guankui Long, Libing Zhang 및 Xiyan Li 작성

요약 :
최근 몇 년 동안 Cs2NaInCl6로 대표되는 무연 페로브스카이트 재료는 Ag/Na 및 In/Bi 합금 체계를 통해 발광 양자 수율을 2에서 거의 1에 가까운 수준으로 빠르게 향상시켰습니다. 자체 포획 엑시톤 덕분에 Cs1Na6-xAgxInXNUMX-yBiyClXNUMX은 일반적으로 가시 스펙트럼 전체를 커버하는 눈에 좋은 발광 동작을 나타내어 사람들의 관심을 끌고 있습니다. 또한, 단일 구성 요소의 온백색 발광은 이전의 "파란색 + 노란색" 또는 "파란색 + 녹색 + 빨간색" 방식에서 발생하기 쉬운 여러 구성 요소 간의 광 재흡수 문제를 방지합니다. 이러한 놀라운 특성으로 인해 무연 페로브스카이트는 LED 조명 또는 LCD 백색광 백보드와 같은 시나리오에서 상업적으로 매우 유용합니다.

무연 페로브스카이트 제조를 위한 범용 HCl 보조 분말 대 분말 전략

중국 장춘 | 게시일: 24년 2023월 XNUMX일

뛰어난 발광 양자 수율을 바탕으로 대량 생산, 빠른 반응 속도, 친환경성, 저비용, 열 또는 압력이 없는 등 여러 이상적인 조건을 동시에 달성할 수 있는 합성 전략을 찾는 것이 상용화를 위한 전제 조건이다. 등. 전통적인 고온 고체 반응 및 열수 방법은 일반적으로 안전하지 않은 높은 반응 온도(또는 고압) 및 시간 단위 시간 비용을 나타냅니다. 대조적으로, 액상 반응에 기초한 재결정화 방법은 일반적으로 더 빠른 핵 생성 성장을 나타낸다. 불행하게도 원료(예: Ag 소스 등)의 용해도에 의해 제한되어 다량의 용매 소비로 이어져 준비 비용이 증가할 수 있습니다. 따라서 위의 요구 사항을 충족할 수 있는 합성 전략을 모색하는 것은 무연 페로브스카이트 재료의 상용화를 실현하기 위한 어려운 문제 중 하나가 되었습니다.

Light: Science & Applications에 발표된 새 논문에서 Nankai University의 Xiyan Li 교수와 동료들이 이끄는 과학자 팀은 무연 페로브스카이트 미세 결정을 위한 신속하고 대량 준비를 위한 보편적인 HAAPP 전략을 제안했습니다. 흥미롭게도 그들은 용해도를 무시하고 1-1mL의 농축 HCl만 사용하여 2mmol의 이중 페로브스카이트 미세 결정을 준비했습니다. 새로운 HAAPP 전략은 열, 무압, 친환경, 단시간, 저비용 및 높은 제품 수율(~90%)이라는 산업화 목표를 동시에 달성할 수 있습니다. Cs2Na1-xAgxIn1-yBiyCl6 외에도 제안된 HAAPP 전략은 Cs2ZrCl6, CsMnCl3, Cs4MnBi2Cl12 및 Cs2InCl5·H2O 등과 같은 다른 구조를 가진 다른 무연 페로브스카이트를 준비하는 데 사용될 수 있습니다. 더 흥미롭게도 이 전략은 더 확장될 수 있습니다. Cs2AgBiBr6 또는 Cs3Bi2I9와 같은 Br 또는 I 기반 페로브스카이트에. 폭넓은 적용 가능성을 지닌 HAAPP 전략은 향후 신소재 준비에 신뢰할 수 있는 기준을 제공할 것으로 기대됩니다. 이 과학자들은 HAAPP 전략을 요약합니다.

“우리는 세 가지 목적으로 HAAPP 전략을 설계합니다. (1) 과학 연구를 위해 안전하고 신뢰할 수 있으며 널리 지원되는 방법을 제공합니다. (2) 기존의 수열 및 재결정화 방법의 메커니즘 이해에 대한 새로운 생각을 제공합니다.”

“우리의 HAAPP 전략에서 연속 결정화는 용해도가 낮은 원료에서 자유 이온의 점진적인 방출을 동반하여 원료가 고갈될 때까지 지속적으로 자유 이온의 방향으로 가역 반응의 화학 평형을 촉진합니다. 이 독특한 분말에서 분말로의 전환은 기존의 재결정화 방법, 즉 원료의 완전한 용해가 반드시 필요하지는 않은 메커니즘 이해에 대한 새로운 사고 방식을 제공할 것입니다.”

“사용되는 유일한 용매인 진한 염산은 다음과 같이 요약되는 HAAPP 전략에서 여러 기능을 나타냅니다.

1) 신속한 반응을 위한 액체 상태 환경을 제공합니다.

2) 화학적 수율을 향상시키기 위해 제품에 불량한 용해도를 제공합니다.

3) 음이온 패시베이션에 의한 발광 효율 향상;

4) 제품 성장 방향을 안내하여 제품의 순수한 단계를 보장합니다.

본 논문에서 제안하는 HAAPP 전략은 무연 페로브스카이트 적용을 위한 산업화 기반을 제공하는 대량생산, 신속한 대응, 친환경성, 저비용, 무열 및 무압 등 이상적인 준비 조건을 동시에 충족할 수 있다. LED 조명 또는 LCD 백라이트 플레이트에서. 발광 조절을 위한 다양한 이온 도핑은 또한 HAAPP 전략이 고체, 열수 및 재결정화 방법에 이어 또 다른 새로운 준비 방식이 될 것으로 예상됨을 나타냅니다. 또한 반응 메커니즘의 유도와 HCl 기능의 요약은 수열법의 특정 성장 과정 분석에 강력한 참고 자료를 제공할 것입니다.” 과학자들은 예측했습니다.

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리 야오비아오
CAS 창춘광학연구소 빛출판센터
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전문가 연락처

리 시얀
난카이 대학, 중국

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