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卤化铅钙钛矿量子点（PQDs）由于其独特的物理化学性质，如可调节的发射波长，高色纯度和高光致发光量子产额，常以溶液、粉末、涂层薄膜和带有图案的薄膜形式，应用于信息存储和防伪领域中，为了扩大PQDs的应用，PQDs制备的彩色转换膜（CCFs）最近被提议用于mini/micro LED组装中，以实现全彩、高分辨率柔性显示器的制备。目前，通常使用喷墨打印（Inkjet printing）技术将钙钛矿量子点油墨制备成薄膜形态，制备过程中使用的油墨也有多种，一种是“荧光油墨”，将预合成的PQDs与一些添加剂（如聚合物、表面活性剂、粘度改善剂）混合，形成具有强发射力的均匀溶液；另外一种则是“非荧光”油墨，将PQDs的原料溶解在溶剂中，形成透明的前提溶液。厦门大学解荣军教授课题组在“In Situ Inkjet Printing Patterned Lead Halide Perovskite Quantum Dot Color Conversion Films by Using Cheap and Eco-Friendly Aqueous Inks”（发表于《Small Methods》）的研究中，将水作为溶剂通过喷墨打印原位合成的方法加入钙钛矿量子点（PQD）/色彩转换膜（CCFs）溶液中，替换了价格昂贵，毒性强，易燃的N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜等有机溶剂，并且符合当今倡导的“绿色化学”理念。

▲ 图1  使用水性油墨原位打印MAPbBr3/PVA的示意图

通过将MaBr、PbBr2、PVA、H2O注入MicroFab Jetlab®4-xl的四路通道中，在特定的驱动电压波形的刺激下产生稳定连续的液滴，根据预设值的程序，依次在石英玻璃基片上进行点阵或者图形的喷墨打印，每种材料喷墨打印的图形会在原位重合，当油墨干燥时，伴随着水的蒸发而达到饱和状态。

解荣军教授课题组还研究了喷墨打印出的MAPbBr3的大小和均匀性，这决定了最后显示器件的分辨率和有效亮度区域，因此有必要通过调节喷墨打印参数控制MaPbBr3的像素。研究表明，衬底温度对CCFs的形貌和光致发光有很大的影响，下图是在不同衬底温度下的喷墨打印图形，在365nm激发下显示出不同的荧光，研究表明，显示不同的荧光是因为图形的均匀性不同，而均匀性不同的根本原因是因为在不同的衬底温度下，原位合成的钙钛矿量子点溶液的各组成成分的结晶速度不同，当衬底温度低于60℃时，PQDs的结晶速度很慢，聚合物首先凝固，然后马兰戈尼对流会带来钙钛矿的前驱体朝向液滴中心移动，导致均匀性较差，而当衬底的温度较高时，PQDs和聚合物可以在相似的时间内结晶，因此有着较好的均匀性，这表明在高温下打印CCFs可以获得优异的光学性能。

蓝色和红色MAPbBr3 CCFs也可通过喷墨打印方式制备，下图是研究人员打印的厦门大学校徽及二维码。

综上所述，解荣军教授课题组开发的通过喷墨打印原位合成的MAPbBr3廉价环保水性油墨制备的CCFs在526nm出呈现出强烈的绿色发射带，FWHM为22nm，PLQY为85%，通过控制衬底温度，优化了荧光均匀性和像素大小。全彩（红、绿、蓝）PQD/PVA CCFs均可由水性油墨产生，与使用昂贵或者有毒的有机溶剂的传统喷墨方式相比，此研究采用的方法可以打印出稳定的、PLQY可接受、高分辨率、高色纯度的CCFs，对含水钙钛矿油墨和喷墨打印印刷参数的优化研究具有重大意义。