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Advanced Functional Materials:双相调控制备高效钙钛矿发光二极管

发布者:  时间:  浏览:2022-03-16 10:47:39

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“Dual-Phase Regulation for High-Efficiency 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。

钙钛矿发光二极管(LED)由于其高的发光色纯度、制备成本低廉和可溶液法制备柔性显示器件等特点在高清显示和新型照明领域展现出巨大的应用潜力。

前期的研究工作表明,立方相的CsPbBr3嵌入三方晶系Cs4PbBr6能够有效的提高体系的荧光量子效率,CsPbBr3Cs4PbBr6之间的晶格匹配有助于减少缺陷态的生成,有助于提高辐射复合效率和稳定性。常规获得CsPbBr3Cs4PbBr6混合相的方法是通过在CsPbBr3钙钛矿前驱体中加入过量的CsBr来促进体系生成Cs4PbBr6。由于CsBr在有机溶剂中溶解度较低,难以形成高质量的钙钛矿薄膜,并且采用该方法制备的钙钛矿薄膜中,CsPbBr3Cs4PbBr6两个相的相对含量不可控,此外,Cs4PbBr6导电性较差,当薄膜中存在过量的Cs4PbBr6就会阻碍载流子的传输性能,不利于制备高性能的钙钛矿LED器件。


针对此,该工作报道了一种新型的薄膜制备策略,通过组分工程成功实现了薄膜中CsPbBr3Cs4PbBr6两个相的相对含量连续可调。经优化后,薄膜中少量的Cs4PbBr6有效的钝化了发光中心CsPbBr3的空位缺陷,并且CsPbBr3&Cs4PbBr6形成了原位的“-型异质结”,提高了LED器件中的载流子辐射复合效率。此外,该工作采用喷雾热解方法制备的全无机NiMgLiOX代替传统的PEDOT:PSS作为空穴传输层,进一步降低了器件界面处的非辐射复合和提高了界面的稳定性。最终,制备的钙钛矿LED器件的外量子效率达到了22.3%,稳定性也得到了显著的提高。

该论文的通讯作者为我院魏展画教授和多伦多大学的Edward H. Sargent教授,2021届博士毕业生林克斌为第一作者。研究得到国家自然科学基金(No. U21A2078, 51902110)、福建省自然科学基金(No. 2020J06021, 2019J01057, 2020J01064)、华侨大学科研基金和华侨大学研究生科研创新基金的支持。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adfm.202200350