量子点作为一种无机半导体材料，具有发光光谱窄、色纯度高、光化学稳定性，以及发光颜色可调谐等优点，在电致发光器件方面具有巨大的应用价值。基于量子点的发光二极管（quantum dot light-emitting diodes, QLED）是一种以量子点作为发光层的电致发光器件，与有机发光发光二极管（organic light-emitting diodes, OLED）相比具有很大的优越性，在显示设备领域得到了越来越广泛的应用，被认为是下一代显示技术的最佳候选之一。然而，目前使用的量子点材料通常以毫克规模合成，无法满足大生产的需求，实现具有高质量发光性能、单分散尺寸和可重复性的量子点材料的大规模合成是该领域面临的重大挑战。
图1 量子点合成过程示意图
近期，闽都创新实验室量子点材料团队李阳团队联合遵义医科大学、五邑大学陈钊教授、香港理工大学Wai-Yeung Wong教授和广东普加福光电科技有限公司提出采用CdZnSe/ZnSeS/CdZnS核/壳结构，通过一步法实现了超过0.5kg的高质量量子点材料的大规模合成，这一成果不仅在合成规模上创下了新纪录，而且在光学性能上也达到了顶尖水平。这种大规模合成的量子点的结构不仅能够高效地钝化界面和表面缺陷，还能调节能带间隙，减少空穴传输材料与量子点之间的能量级偏移，从而实现电荷载体的平衡注入。所合成的红色发射量子点显示出高荧光量子产率（>90%）、长的荧光寿命（>20 ns）和快速的辐射跃迁速率（>3.0×107 s-1）。这表明该材料在QLED应用中的潜力。基于所合成的量子点的QLED器件表现出卓越的电致发光（EL）性能，峰值外量子效率达到约21%，亮度超过9.5×104 cd m-2，并且在6V时的T95寿命超过1.0×106小时。这些性能指标表明，所合成的红色发射量子点在QLED应用中具有很高的商业潜力。这项工作为大规模合成高效、可靠的量子点材料提供了一条有效的途径，显著降低了商业应用的成本，使基于QLED的商业电子产品大规模生产成为可能。
图2 g级量子点和kg级量子点制备的QLED器件在3V电压下的光谱图、不同电压下的光谱稳定性以及器件性能
该研究成果近期以“Large Scale Synthesis of Red‐Emitting Quantum Dots for Efficient and Stable Light‐Emitting Diodes”为题发表于材料类顶刊《Advanced Materials》（DOI:10.1002/adma.202413978），该工作得到闽都创新实验室项目、科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金、福建省自然科学基金和粤澳科技项目等项目支持。
文章链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202413978
（来源：闽都创新实验室）
