钙钛矿量子点 

最近发现的通用分子式为 APbX3 [A = Cs、MA（甲胺）、FA（甲脒），X = Cl、Br、I]的钙钛矿量子点引起了人们极大的研究兴趣。这主要是因为它们具有很高的光致发光量子效率（PLQY，高达95%）和很窄的发射带宽（FWHM < 20-30 nm）。钙钛矿量子点被认为是CdSe基QDs的最佳替代品之一。根据卤化物的尺寸和成分，CsPbX3 QDS的发射波长可以调整到覆盖整个可见光谱区（从450纳米到700纳米）。图1展示了各种钙钛矿量子点在紫外光照射下的颜色。CsPbCl3 QD发出蓝光，随着Cl部分被Br取代，产生混合卤化物包晶CsPb(Cl/Br)3（图 2），发射波长转移到可见光谱的绿色区域。成分为CsPbBr3的QD会发出绿光，CsPb(Br/I)3的发射波长转向黄色，CsPbI3的发射波长则变为红色。

在各种包晶型QDs中，CsPbX3（X = Cl、Br）组成的QDs最为稳定，其发射波长在450-510 nm之间，这些QDs具有更强的光学特性和化学稳定性，因此在光电应用中很有前景。这些低铅含量的无镉QDs可应用于LED、LCD背光和光电探测器。

图1. 各种钙钛矿量子点在紫外线照射下的颜色。

PbS量子点

硫化铅量子点的发射波长可根据其尺寸（2.5-8纳米之间）在900-1600 纳米之间调整，这属于电磁波谱的红外（IR）波段。通常，硫化铅量子点具有较宽的吸收光谱范围和较窄的荧光带（图 3）。这些特性使PbS QDs适合用作太阳能电池、光电探测器和红外线LED中的光吸收器或红外线（IR）发射器。

量子点具有宽吸收光谱（从近红外延伸到红外）、高峰谷比（大于4）、窄带发射（FWHM < 100 nm）和高PLQY等特性，因此在太阳能光伏应用中特别受关注。这些特性使PbS QDs适合用于串联和多结太阳能电池，以提高太阳能电池板的效率。

图3. ~4 nm PbS量子点的吸收和发射波长

量子点的应用

发光二极管 (LEDs)

量子点在LED器件的发光层中具有很好的应用前景。窄幅的发射宽度（由窄幅的半高宽（FWHM）定义）和发射波长的可调谐性使得量子点在尺寸和成分上的简单变化对LED具有吸引力。此外，通过卷对卷印刷制造具有量子点基LED的光电器件的可能性，以及大多数量子点与轻质、柔性塑料基板的兼容性，为制造低成本、大面积柔性器件开辟了新的应用前景。可见量子点LED（Visible quantum dot -based LED）具有色彩纯度高、亮度高、功耗低等优点，被认为是继OLED显示器之后的新一代显示技术。

图4展示了基于量子点的LED器件的原理图。首先，在以玻璃或高分子材料为基片的氧化铟锡（ITO）上旋转涂覆空穴传输层（HTL），然后用旋涂法制备量子点。对于可见LED，使用钙钛矿、CdSe或InP基的量子点，PbS量子点可用于红外LED。沉积量子点之后是沉积电子传输层（ETL）和电极。电极通常用金属制备，如银、金或铝，并通过热蒸发系统沉积[1-6].

B）荧光粉

量子点可以作为荧光粉用于白色照明或园艺照明（图6）。在这些应用中，最高效、最便宜的蓝光LED被用作主光源，与液晶显示器类似，QD被用作荧光粉，可以将部分蓝光转换成另一种光。照明设备的可能配置有“片内”和“远程荧光粉”两种。在“片内”配置中，QDs混合物被置于LED封装内蓝色芯片的顶部，而在“远程荧光粉”配置中，QDs混合物被置于蓝色LED之后的聚合物薄膜中。在白光照明中，混合物由绿色和红色QDs组成。在白光照明中使用QDs的主要优点是可以获得较高的显色指数（CRI）和相关色温（CCT）。与自然光源相比，这些参数是衡量光源再现各种物体颜色能力的指标。

红色量子点聚合物复合材料有望用于温室植物高效生长的园艺LED。植物叶绿素通常最有效地捕获红色（600-700纳米）和蓝色（400-500纳米）光波，绿色光波被反射。因此，具有蓝色LED和带有红色量子点的聚合物复合材料的设备可以向植物提供更多的光合有效辐射，而不会使它们过热。量子点的使用也能够有效降低能耗成本。