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《ACS Energy Lett》:有机半导体配体钝化的蓝色发光二极管CsPbB
页面更新时间:2024-02-05 05:09

  金属卤化物钙钛矿纳米晶体由于其独特而显著的光电特性,在发光二极管(LED)中显示出巨大的应用潜力。

  金属卤化物钙钛矿作为下一代发光材料叶轮,由于其卓越的光学性能,包括具有低半峰全宽(fwhm)的窄带发射、高达近单位的光致发光量子效率(PLQEs),以及覆盖从深蓝色到近红外的整个可见光谱区域的卓越颜色可调谐性。近年来,基于金属卤化物钙钛矿(PeLED)的电致发光器件或发光二极管(LED)作为一种替代LED技术进行了大量研究,其外量子效率(EQE)接近有机和量子点的外量子效率LED。与现有的LED技术一样,实现高效稳定的蓝色PeLED是最具挑战性的任务之一。到目前为止,蓝色PeLED的整体性能远远落后于近红外、红色和绿色。为了实现蓝色PeLED,在过去几年中,已经开发了涉及金属卤化物钙钛矿的组成和维度的合成控制的策略,用于制备发蓝光的钙钛矿层。例如,含有受控比率的Br和Cl的混合卤化物钙钛矿可以表现出具有高度调谐的峰值波长的蓝光发射。然而,由于电场作用下离子迁移和相分离,混合卤化物钙钛矿的光谱不稳定性是不可避免的。通过在金属卤化物钙钛矿上实现量子尺寸效应来降低尺寸是另一种有效的颜色调节方法脉动循环应力。量子受限金属卤化物钙钛矿纳米晶体(NC),如2D纳米片(NPL)和0D量子点,以及准2D钙钛矿已被开发用于制造蓝色PeLED,其表现出比基于混合卤化物钙钛矿的光谱稳定性明显更好的光谱稳定性。

  总之钝化,作者首次开发了由TPPcarz+、SO42-和Br−三种离子组合钝化的大尺寸CsPbBr3 NPL。与仅通过长烷基链绝缘配体钝化的常规小尺寸CsPbBr3 NPL相比,处理过的大尺寸CsPb Br3 NPLs表现出显著改善的光学和电子性能。用有机半导体配体部分取代长烷基链绝缘配体用于CsPbBr3NPL的表面钝化,当它们用作蓝色PeLED的发射层时,也能够实现有效的电荷注入和传输,其表现出高达4.15%的高EQE和50分钟的半衰期(在100cd/cm2下)。该工作进一步强调了钙钛矿纳米晶体的表面改性和形态控制的重要性。(文:爱新觉罗星)

  图1。用不同比例的封端配体获得的CsPbBr3纳米晶体的TEM图像(a−d)和相应的吸收和发射光谱(e−h)。

  图3。(a)基于用乙酸甲酯洗涤并在连续UV照射下处理的CsPbBr3 NPL的薄膜的PL光谱。(b)原始和处理过的CsPbBr3 NPL的寿命。(c)经处理的CsPbBr3NPL的TA光谱。(d)处理过的CsPbBr3 NPL的器件的奈奎斯特图。

  图4。基于处理过的CsPbBr3 NPL的器件(a)在不同偏置电压下的EL光谱。(b)器件的电流密度-电压-亮度图。(c)EQE−电流密度−电流效率图。(d)在约100 cd m−2的初始亮度下的半衰期(T50)。