《Sci Rep》:可用于下一代照明设备的低成本高性能白光发射碳点

发布日期:2022-03-03 23:22   来源:未知   阅读:

  近年来,量子点(QDs)在白光发光二极管(wled)中得到了广泛的应用,对高显色率的wled的需求也越来越大。量子点WLED使用不同颜色(红色、蓝色、绿色)发射量子点以获得白光。由于自吸收损耗和量子点退化,使用不同颜色发射量子点会影响白光纯度,从长远来看会影响WLEDs的显色指数(CRI)。

  白光发光二极管是全球人工照明系统的主要组成部分。商用白色LED使用黄色发光的掺铈钇铝石榴石(Ce:YAG)无机磷光体涂覆在蓝色发光的氮化铟镓(InGaN)芯片上,或使用RGBLED(RGB–红色+蓝色+绿色)产生白光。尽管基于Ce:YAG黄色荧光粉的WLEDs显示出最小的损耗和高发光效率,但它们在发射光谱中表现出较差的红色发射光谱成分,这降低了WLEDs的CRI值。此外,这些磷光体是在高反应温度下使用非常昂贵的前体制造的,这限制了它们在人工照明设备中的应用。

  此外,这些磷光体的发射带宽范围为20至60 nm,这种窄发射带宽影响产生的白光质量,进一步影响所制备的WLED的CRI。CRI测量光源与理想光源(太阳光)相比显示物体实际颜色的能力。高CRI通常是人工光源产生高质量白光的理想特性。CRI80的WLED被视为良好的人工光源,而CRI90的WLED被视为人工照明系统的最佳光源。尽管基于RGB的WLED具有高CRI,但它们往往是更昂贵的替代品,具有更高的再吸收损耗,影响其发光效率。这种灯效率参数的不足为开发用于WLED制造的紫外芯片上涂覆有红色、绿色和蓝色发射点的量子点(QD)三色荧光材料铺平了道路。

  迄今为止,已经报道了用于WLED应用的基于CdSe-ZnSe量子点、CdTe量子点、CdSe/CdS/ZnS量子点、CuInS量子点、CuInS2/ZnS量子点、InP/ZnS量子点、CdSe/ZnS量子点、Cu掺杂ZnInS/ZnS量子点的QD三色荧光粉。虽然量子点荧光粉在发光强度、颜色可调性和能量消耗方面具有许多优势,但这些量子点荧光粉大多涉及使用有毒材料,如镉澳门彩资料开马结果硒、碲等,这限制了它们的应用。此外,由这些三色QD磷光体制成的WLED会遭受QD的退化(这是由于暴露在开放大气中的光氧化、热或氧化或自聚集导致的材料劣化)以及由于大尺寸分布而导致的再吸收损失。量子点的这些再吸收损耗和退化降低了基于量子点的WLED的CRI和整体器件效率。 (文:爱新觉罗星)

  图1。(a)使用柠檬酸作为碳前体合成裸CDs(b)使用柠檬酸合成SFCDs的示意图(c) CD和(d) SFCD在紫外线照射下显示白光发射。

  图2。(a)裸CD(b)SFCd的高分辨率TEM图像(c)显示六角形晶体结构的CD高倍图像。(d)裸CDs(e)SFCd的HRTEM图像。(f) 裸CD的拉曼光谱在1302厘米处显示石墨结构的D和G带。

  图3。(a) CD-WLED的制作示意图。(b) 显示制作的CD聚合物荧光粉的CIE颜色坐标。(c) 可见光和紫外光照明下的CD聚合物(d)聚合物涂层UV-LED的初步演示(e)吸收光谱和(f)发射光谱。2022中央机关遴选和选调公务员调