吉大《ACS Energy Letters》：高性能纳米晶用于高效稳定纯蓝色PeLED！-材料科学与工程-科易网技术创新

吉大《ACS Energy Letters》：高性能纳米晶用于高效稳定纯蓝色PeLED！

材料技术科学技术

材料科学与工程 2023-02-06 531

无机卤化物钙钛矿纳米晶体（PeNCs）由于其优异的性能，如高光致发光量子产率（PLQY）、宽的颜色范围、窄的发射带宽、高的发光效率、高的光致发光效率和高的发光性能。绿色和红色钙钛矿LED（PeLED）已实现超过20%的高外部量子效率（EQE）。然而，蓝色PeLED作为显示器和照明的重要组成部分，仍然远远落后于绿色和红色PeLED，这阻碍了PeLED在全彩显示器中的实际应用。

混合卤化物（Br/Cl）钙钛矿纳米晶体通常用于实现蓝色发射，但通常伴随着Cl空位和离子迁移。在这项工作中，吉林大学的研究人员将一种双功能分子用于合成高质量的CsPb（Br/Cl）₃-PeNC。对PFTS进行了研究，其中Cl离子充当Cl前体，而F离子充当表面钝化剂，所得产物显示出87%的高光致发光量子产率（PLQY）。因此，使用优化的PeNC制造的LED在461 nm的电致发光波长下达到1.62%的外部量子效率和482 cd m⁻²的亮度。同时，PFTS的有效卤化物空位钝化抑制了离子迁移，从而显著提高了器件的光谱稳定性。相关论文以题目为“Bifunctional Molecule Enables High-Quality CsPb(Br/Cl)₃Nanocrystals for Efficient and Stable Pure-Blue Perovskite Light-Emitting Diodes”发表在ACS Energy Letters 期刊上。

论文链接：

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.2c01783

已经应用了许多方法来开发蓝色钙钛矿发光体，例如超小型溴化物基钙钛矿，和尺寸工程，特别是准二维。然而，超小型PeNC易于聚集，且其发光纯度相对较低。对于尺寸工程，精确调整发射颜色相对不方便，并且基于该策略的大多数PeLED集中在天蓝波段。此外，由于尺寸减小而导致的表面体积比增加将导致大量表面缺陷，从而导致PLQY降低。为了满足国家电视系统委员会（NTSC）标准，非常希望开发发射波长在460和470 nm之间的纯蓝色PeLED。加入Cl是在钙钛矿材料中实现蓝色发射的直接策略。通过简单地增加混合卤化物（Br/Cl）的Cl比，PeNC的发射带可以很容易地调谐到具有高颜色纯度的纯蓝色区域。

不幸的是，在混合卤化物（Br/Cl）中的高Cl组分处容易形成Cl空位，并产生不可逆地捕获电荷载流子的深阱状态，此外，这些缺陷会加速离子迁移，导致无法克服的光谱不稳定性和器件退化。因此，有必要抑制Cl在混合卤化物（Br/Cl）钙钛矿中的空位，以实现高效和稳定的蓝色PeLED。

在这项工作中，作者开发了一种简单的策略，通过在传统的热注射合成工艺中引入PFTS分子来制备高质量的CsPb（Br/Cl）3-PeNC。PFTS分子不仅在合成过程中充当Cl前体，还提供F离子以钝化来自PeNC表面上未配位Pb²⁺的缺陷。（文：爱新觉罗星）

图1。原始和优化的PeNC的（a）UV-vis吸收和PL光谱，（b，c）TA光谱，（d）PL衰减曲线，（e，f）纯电子器件的电压特性。

图2:原始和优化的PeNC的（a）XRD图谱，（b，c）TEM图像。（d，e）尺寸分布直方图。（f）优化PeNC的元素映射。

图3。（a） LED中每个功能层的设备能级图。（b）基于原始和优化的PeNC的LED电流密度−电压−亮度曲线。（c）基于原始和优化的PeNC的LED的EQE-电流密度曲线。（d）原始器件和（e）优化器件在各种施加电压下的EL光谱。（f）文献中报道的基于混合卤化物（Br/Cl）PeNCs（EL=460−470 nm）的纯蓝色LED的最大亮度与最大EQE；红星代表本工作中PFTS优化的基于PeNC的LED。

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