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《Advanced Materials》:蓝光钙钛矿QLEDs新突破

日期: 2024-04-29
浏览次数: 58
来源:郑州大学


近日,我院在蓝光钙钛矿QLEDs研究方向取得重要进展。研究成果以“Boosting External Quantum Efficiency of Blue Perovskite QLEDs Exceeding 23% by Trifluoroacetate Passivation and Mixed Hole Transportation Design”为题在线发表于《Advanced Materials》上。论文的第一作者为我院22级博士研究生农迎逸,通讯作者为宋继中教授,郑州大学物理学院为独立通讯单位。
金属卤化物钙钛矿量子点发光二极管(QLEDs)在新一代照明和显示领域极具应用前景。目前,绿光和红光钙钛矿QLEDs的外量子效率(EQE)已经超过25%,但是蓝光钙钛矿QLEDs的性能远落后于绿光和红光钙钛矿QLEDs。蓝光钙钛矿QLEDs器件性能低的主要原因是:一方面,蓝光钙钛矿QDs表面未配位Pb形成的缺陷会带来严重的非辐射复合,阻碍了器件高效率的实现。另一方面,蓝光钙钛矿QDs深的价带会在QDs和空穴传输层(HTLs)之间形成大的空穴注入势垒,从而导致QDs层中载流子注入不平衡,进而降低QLEDs的效率。因此,为了实现蓝光QLEDs中高效的激子辐射复合,迫切需要开发同时钝化蓝光QDs缺陷和优化器件载流子注入平衡的策略。
针对上述问题,我院量子点发光显示材料与器件团队结合CsPbCl3-xBrxQDs的表面钝化和器件结构的合理设计,构筑了发射光谱为490 nm的高效QLEDs,最高外量子效率(EQE)达23.5%,这也是目前蓝光钙钛矿LEDs领域报道的最高EQE。在QD材料钝化方面,通过引入三氟羧酸根(TFA-)来调控QDs的表面态,发现TFA-能够与CsPbCl3-xBrxQDs表面未配位的Pb产生强的相互作用。钝化后,蓝光QDs表现出高效的激子辐射复合行为和更浅的价带(为高效QLEDs的构筑提供了更有利的空穴注入通道)。在器件结构设计方面,通过在聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共-(4,4′-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺)](TFB)中引入小分子三(4-咔唑-9-基苯基)胺(TCTa),提出混合型空穴传输层(M-HTL)的设计思想,以提升空穴注入效率和传输能力。基于上述调控,实现了蓝光CsPbCl3-xBrxQDs的高效复合,其QLEDs的EQE超过了23%,大大推动了钙钛矿QDs显示的商业化进程。
该项工作得到了国家自然科学基金项目、中国博士后科学基金项目、河南省自然科学基金项目资助。
文章链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202402325



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