Lead halide perovskite (LHP) has drawn attentions in the optoelectronic field because of its outstanding properties, such as facile bandgap tunability, strong luminescence, and a narrow full width at half-maximum. However, the application of LHP is still limited due to poor stability, especially under exposure to water. In this work, we report a simple strategy of encapsulating $MAPbBr_{3}$ perovskites with lead sulfate by introducing the sulfuric acid solution. The synthesized $MAPbBr_{3}$ perovskites were reacted with sulfate ions and encapsulated with lead sulfate matrix. The bright green-emitting perovskite maintained its luminescence in the liquid water for months because the lead sulfate is water-insoluble. The photoluminescence quantum yield of encapsulated LHPs was remarkably increased from 2.6% up to 80.52 %, and the narrow full width at half-maximum was reduced from 28 nm to 20 nm under the optimized conditions. This study can promote the practical applications of perovskite by solving the water instability issues by matrix encapsulation with lead sulfate.
납 할로겐화 페로브스카이트는 밴드갭 제어의 용이성, 강한 발광 그리고 좁은 반치전폭과 같은 우수한 특성으로 인해 광전자 분야에서 많은 관심을 받고 있다. 그러나 납 할로겐화 페로브스카이트는 물에 노출되었을 때 안정성이 떨어지기 때문에 응용이 제한적이다.
본 연구에서는 황산용액을 도입하여 $MAPbBr_{3}$ 페로브스카이트를 황산납 매트릭스로 캡슐화 하는 방법을 연구하였다. $MAPbBr_{3}$ 페로브스카이트를 황산이온과 반응시켜 생성된 황산납 매트릭스로 캡슐화하였을 때 물에 녹지 않는 황산 납의 특성으로 인해 페로브스카이트의 녹색 발광은 액체 상태의 물 속에서도 수 개월 동안 발광을 유지하였다. 또한, 최적화 실험을 통해 광발광 양자효율은 2.6%에서 80.52%로 현저하게 증가하였으며 반치전폭은 28nm에서 20nm로 감소하였다. 본 연구는 황산납으로 매트릭스 캡슐화를 통해 물에 대한 불안정성 문제를 극복함으로써 페로브스카이트의 실제적인 응용을 촉진시킬 것이다.
