DOI: 10.1007/s42765-022-00207-x

所有无机CsPbX3（X = Cl,Br,I）钙钛矿纳米晶（NCs）均具有优异的光学和电学性能，是光电器件的理想候选材料。然而，固有的不稳定性极大地限制了其实际应用。在此，本研究将一步静电纺丝法与1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷（PFDTMS）辅助后处理相结合，提出了一种制备高稳定性发光CsPbBr3@PVDF-HFP/PS纳米纤维的可行策略。通过合理优化静电纺丝参数、钙钛矿前驱体和配体的浓度，可将发光CsPbBr3 NCs有效封装在聚合物纳米纤维中，其超细直径仅为88.1±2.8nm，光致发光量子产率（PLQY）高达87.9%。最重要的是，纳米纤维的超疏水表面结构是由PFDTMS在潮湿环境下水解和缩合形成的。得益于聚合物基质和疏水PFDTMS低聚物对水分侵蚀的双重有效保护，CsPbBr3@PVDF-HFP/PS纳米纤维的稳定性得以显著改善，在水中浸泡70天后可以保持90%的初始PL强度。此外，在复合纳米纤维膜的基础上，成功制备了一种高效的宽色域白色发光二极管，其色域为（美国）国家电视系统委员会（NTSC）标准的117%，表明所制备的发光材料在固态照明和显示应用方面具有广阔的前景。

图1.通过单步静电纺丝法和后处理制备高稳定性荧光CsPbBr3@PVDF-HFP/PS复合纳米纤维的示意图：a）静电纺丝过程；b）用疏水性PFDTMS对收集的纳米纤维进行后处理。

图2.CsPbBr3@PVDF-HFP/PS纳米纤维的SEM图像和相对直径分布直方图，聚合物质量分数分别为a-c）15wt%，d-f）25wt%和g-i）30wt%。

图3.a）由不同质量分数的聚合物制备的CsPbBr3@PVDF-HFP/PS纳米纤维的PL光谱和b）PL衰减曲线。

图4.在不同（a,c）施加电压和（b,d）收集距离下制备的CsPbBr3@PVDF-HFP/PS纳米纤维的PL光谱、峰值位置和FWHM值。

图5.用不同浓度的钙钛矿前体制备的CsPbBr3@PVDF-HFP/PS纳米纤维的SEM图像和相对尺寸分布直方图：a-c）0.02mol/L；d-f）0.08mol/L；g-i）0.14mol/L。（h）中的黄色虚线表示暴露在纳米纤维表面的CsPbBr3 NCs。

图6.在不同配体浓度下制备的CsPbBr3@PVDF-HFP/PS纳米纤维的a）PL光谱、b）PLQY、c）PL衰减曲线（插图为辐射和非辐射重组率比），以及d）FWHM和峰值位置。

图7.a）分别加入疏水性PFOTMS和PFDTMS后处理后PFM的水接触演变。b）未经和经PFDTMS后处理的PFM的Si2p高分辨率XPS光谱比较。未经和经不同浓度c）PFOTMS和d）PFDTMS后处理的PFM的PL图谱比较。

图8.PFSs辅助后处理对PFM的疏水改性机制示意图。

图9.a）CsPbBr3 NCs溶液和PFDTMS改性PFM的储存稳定性。b）PFDTMS改性PFM在紫外光照射下的光学稳定性（365nm，12W），插图为PL强度和发射峰随辐照时间的变化。c）PFM和PFDTMS改性PFM的水稳定性。插图为在水中浸泡不同时间的PFM和PFDTMS改性PFM。d）PFDTMS改性PFM在25-100℃范围内进行加热-冷却循环测试中的PL强度变化。

图10.a）EL光谱（插图为工作中的WLED的数码相机图像）以及b）WLED与NTSC标准的CIE坐标和色域比较。c）WLED的EL光谱及其d）在不同驱动电流下的CRI和CCT。