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濰坊電子科大在高亮度鈣鈦礦型LED研究方面取得突破性進(jìn)展

分類(lèi):公司新聞 發(fā)布時(shí)間:2021-11-21 14236次瀏覽

盡管基于新興鈣鈦礦納米晶體(PENCs)的發(fā)光二極管(LED)發(fā)展迅速,但由于P...

盡管基于新興鈣鈦礦納米晶體(PENCs)的發(fā)光二極管(LED)發(fā)展迅速,但由于PENCs使用的絕緣長(cháng)鏈配體,實(shí)現集成高效和高亮度的器件仍然具有挑戰性。

在此,電子科技大學(xué)等單位的研究人員開(kāi)發(fā)了高發(fā)光和穩定的甲脒溴化鉛PENCs,用合理設計的2-萘磺酸(NSA)短芳香配體封端,用于LED。與常用的油酸配體相比,NSA分子不僅在純化過(guò)程中保持了PENS的表面性質(zhì),而且顯著(zhù)改善了組裝發(fā)射層的電性能,確保了器件中有效的電荷注入/傳輸。由此產(chǎn)生的最佳LED的電致發(fā)光顯示出67115 cd cm-2的高亮度和19.2%的峰值外部量子效率。

相關(guān)論文以題目為“High-Brightness Perovskite Light-Emitting Diodes Based on FAPbBr3 Nanocrystals with Rationally Designed Aromatic Ligands”發(fā)表在A(yíng)CS Energy Letters期刊上。

金屬鹵化物鈣鈦礦型納米晶(PENCs)最近成為低成本、高性能發(fā)光二極管(LED)的候選材料。由于其獨特的高缺陷容限特性,在溫和的合成條件下可以獲得具有近單位發(fā)光量子產(chǎn)率(PLQY)的高質(zhì)量PENCs。此外,PENCs的光發(fā)射在整個(gè)可見(jiàn)光譜中表現出寬可調性和窄發(fā)射線(xiàn)寬,導致超寬色域覆蓋約100%.使其成為高分辨率顯示器應用的最佳候選產(chǎn)品。

在過(guò)去幾年中,隨著(zhù)對PENCs材料合成和表面鈍化的廣泛研究,相關(guān)LED的外部量子效率(EQE)已從約0.1%快速提高到大于20%的高值,與商業(yè)發(fā)光技術(shù)相當。盡管在實(shí)現基于PENS的高效LED方面取得了令人印象深刻的進(jìn)展,但大多數最先進(jìn)的設備幾乎沒(méi)有系統集成的高EQE和高亮度。這主要受到器件中電荷注入/傳輸不良的限制,這源于PENCs常用的長(cháng)鏈有機配體的絕緣性質(zhì)。

為了調節PENCs的表面性質(zhì),除了常用的長(cháng)鏈油胺和油酸(OA)之外,還探索了一系列替代配體,并開(kāi)發(fā)了許多有用的合成后配體管理策略。然而,由于鈣鈦礦的高度動(dòng)態(tài)配體結合和離子晶體結構,PENCs的表面性質(zhì)和結構完整性在膠體合成和后處理期間對周?chē)幕瘜W(xué)環(huán)境非常敏感,這使得實(shí)現PENCs的合理配體工程極具挑戰性。因此,能夠維持PENCs的高發(fā)光效率和優(yōu)異膠體穩定性,同時(shí)確保產(chǎn)生的發(fā)射層的有效電性能的適當表面配體,對于相關(guān)LED的未來(lái)性能改進(jìn)至關(guān)重要。

在這項工作中,作者報道了基于純綠色發(fā)射溴化甲脒鉛(FAPbBr3)的高亮度高效LED,揭示了在使用含NSA溶劑的簡(jiǎn)易純化過(guò)程中,有效的配體交換和/或PENS補償,從而提高了膠體溶液的穩定性和高PLQYs。此外,NSA PECs的組裝發(fā)射層顯示出良好的電荷傳輸特性,可能源于NSA分子誘導的PECs的強耦合。通過(guò)將優(yōu)化的NSA FAPbBr3發(fā)射器嵌入完整的LED中,器件顯示出532 nm處的綠色電致發(fā)光(EL)峰值,半高寬(fwhm)約為21 nm,對應于國際照明委員會(huì )(CIE)坐標(0.19,0.77),的綠色原色。


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