调控准二维钙钛矿相分布实现高效天蓝色钙钛矿发光二极管

2024/1/31 13:15:51 18826: 来源：长春光学精密机械与物理研究所

摘要：基于钙钛矿材料的发光二极管（PeLED）由于具有高发光效率、可调谐发光和良好色纯度等电致发光特性，作为下一代高清全彩显示技术展现出巨大潜力。

　　【仪表网研发快讯】基于钙钛矿材料的发光二极管(PeLED)由于具有高发光效率、可调谐发光和良好色纯度等电致发光特性，作为下一代高清全彩显示技术展现出巨大潜力。对于近红外、红光和绿光PeLED，已经实现了超过20%的外量子效率(EQE)，而蓝光PeLED的电致发光性能仍然不如同类的长波长器件，这严重阻碍了PeLED未来的商业化。构建准二维结构是目前调制钙钛矿宽带隙发光和制造蓝光PeLED最有效的解决方案。然而，准二维钙钛矿薄膜中不良的n相分布会导致发光效率低、发光峰宽、色纯度差等问题。因此，精确调控准二维钙钛矿组分以获得高纯度的n相分布对于实现准二维蓝光PeLED至关重要。

　　针对这一问题，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室的郭晓阳、吕营和刘星元研究团队采用在绿光的准二维钙钛矿结构中进一步加入双功能间隔配体2-溴乙胺氢溴酸盐来实现纯溴组分钙钛矿的宽带隙蓝光发射。通过间隔配体的氢键和卤-卤键相互作用来减小钙钛矿层之间的弱范德华间隙，有效提升能量转移效率和降低非辐射复合损失，极大地增加了准二维钙钛矿的辐射复合效率。同时，利用混合间隔阳离子体系设计实现了连续且集中的n相分布，避免因不良相分布的问题影响电致发光效率的提升。最终，获得的天蓝光钙钛矿发光二极管在493nm处实现最大EQE为16.98%，同时器件也展现出了较好的运行稳定性。

　　这项工作为实现利用调控准二维相分布制备高效蓝光钙钛矿发光二极管提供了简单而有效的策略。相关结果以“Regulating the Continuous and Concentrated Distribution of Quasi-2D Perovskite Phases to Achieve　Sky-Blue Light-Emitting Diodes with Efficiency Approaching 17%”为题发表在《Chemical　Engineering　Journal》(DOI：10.1016/j.cej.2024.148875)上。

　　本论文的第一作者是包志强在读博士生，通讯作者是郭晓阳副研究员、宋丽博士和刘星元研究员。