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Advanced Functional Materials:聚合物辅助调控晶体生长和钝化缺陷制备高效钙钛矿发光二极管

发布者:冯文静  时间:  浏览:2022-07-11 14:32:07

近日,我校发光材料与信息显示研究院、材料科学与工程学院魏展画教授团队以“Polymer-Assisted Crystal Growth Regulation and Defect Passivation for Efficient Perovskite Light-Emitting Diodes”为题在国际材料类知名期刊Advanced Functional Materials上发表最新研究成果。Advanced Functional MaterialsWiley出版社旗下的学术期刊(影响因子:18.808),在新型功能材料领域具有重要影响力。

在过去几年中,钙钛矿发光二极管(Pero-LED)的发展迅猛, 相应的外量子效率(EQE)在短短4年内(2014-2018)就从最初的0.1%飙升至20%以上。 然而,这种高效率的Pero-LED的重现性仍然很低。因此,良好的可重复性已经成为Pero-LEDs领域的一个新瓶颈。制备Pero-LEDs最关键的步骤是将钙钛矿前驱液转化成高质量的固体薄膜。在以往的大多数报道中,钙钛矿形成时的晶体表面是裸露的,由于成核不均匀,生长不可控,不可避免地会形成缺陷。这些缺陷可能存在于体相晶粒、晶界和界面处,严重限制了器件的性能。 因此,抑制缺陷形成,尤其是非辐射缺陷,对提高器件性能至关重要。

鉴于此,该工作报道了一种聚合物渗透处理策略,实现有效和全面的缺陷钝化。具体来说,聚(偏二氟乙烯)(PVDF)聚合物链被混合到半结晶状态的钙钛矿薄膜中。这种渗透处理方法可以通过钙钛矿晶格和PVDF的化学相互作用来调节结晶和钝化缺陷。PVDF分布在薄膜表面和晶界处,同时达到钝化体相晶粒、晶界和界面的效果。最终,获得了具有无孔隙缺陷的表面和少缺陷晶体的高质量钙钛矿薄膜。50个器件的统计分析结果展示出,相应的Pero-LED达到22.29%的最大EQE20.44±0.73%的平均EQE,表现出较好的重现性。该工作为通过聚合物辅助方法控制晶体生长和缺陷钝化以实现高效Pero-LED提供了更好的见解。

该论文的通讯作者为华侨大学材料科学与信息显示研究院魏展画教授,第一作者为华侨大学博士研究生冯文静,博士研究生赵亚萍为共同一作。该研究得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金及华侨大学科研基金的资助。

全文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202203371