Perovskiittisten elektroluminoivien laitteiden (PeLED) alalla sinisten elektroluminesenssilaitteiden suorituskyky on jäljessä muista vastaavista laitteista valmistusmenetelmien puutteen vuoksi. Täällä Pekingin teknologiainstituutin, Dalianin kemiallisen fysiikan tutkimuslaitoksen, Kiinan tiedeakatemian ja Kiinan tiedeakatemian Shanghain soveltavan fysiikan instituutin tutkijat käyttivät 2-fenyylietyyliamiinibromidia (PEABr) ja 3,3-difenyylipropyyliamiinibromidia (DPPABr). . ) sekoitettuja ligandeja CsPbClBr2-nanokiteisten kalvojen valmistamiseksi in situ. Kahden ligandin sekoittaminen yhteen johti vahvaan sinisen valon emissioon 470 nm:ssä fotoluminesenssin kvanttisaannon ollessa jopa 60 prosenttia kapean kvanttikuopan leveysjakauman muodostumisen vuoksi. Tällä perusteella saatiin erittäin tehokas sininen perovskiittilaite, jonka suurin ulkoinen kvanttitehokkuus oli 8,8 prosenttia 473 nm:ssä.
The related paper was published in the journal Nature Communication with the title "Dimension control of in situ fabricated CsPbClBr2 nanocrystal films toward efficient blue light-emitting diodes".
Perovskite light-emitting diodes (PeLEDs) have emerged as an emerging display technology due to their high color purity, high external quantum efficiency (EQE), and solution processability. Taking advantage of the ionic properties of metal halide perovskites, PELEDs can be directly fabricated by an in-situ fabrication technique of spin-coating perovskite precursor solutions on target substrates. Since room-temperature-operating perovskite electroluminescence (EL) devices were first reported in 2014, green, red, and near-infrared PeLEDs have achieved maximum EQEs of over 20 percent , comparable to organic light-emitting diodes and quantum dot light-emitting diodes. However, the performance of blue PeLEDs still lags behind their green, red, and near-infrared light-emitting diodes, especially for display applications in the pure blue region (455–475 nm), which is an obstacle to the development of full-color display technologies.
Yleisesti ottaen perovskite{0}}tyyppisten emitterien spektrimodulaatio voidaan saavuttaa säätämällä koostumusta, kokoa ja/tai kokoa. Pienentämällä bulkkiperovskiittien kokoa tai ottamalla käyttöön sekahalogenideja, valmistettiin onnistuneesti kolmiulotteisia perovskiitin nanokiteitä, joilla oli sininen emissio. Tällaisiin pieniin -kokoisiin perovskiittinanokiteisiin perustuvien sinisten elektroluminesenssilaitteiden tehokkuus- ja vakausongelmat johtuvat kuitenkin pääasiassa monimutkaisesta puhdistuksesta ja faasien erotuksesta.
Toinen strategia korkean-tehokkaiden sinisten PeLEDien saavuttamiseksi on rakentaa kvasi-kaksiulotteisia (quasi-2D) perovskiittirakenteita, joissa on useita kvanttikuivoja. Näiden kvasi-2D-perovskiittien fotoluminesenssi-ominaisuudet (PL) liittyvät läheisesti energian siirtoon pienistä n-alueista suuriin. On havaittu, että litteä kvasi-2D perovskiitin kvanttikuivon leveysjakauma (QWD) on välttämätön kantoaallon kuljetuksen helpottamiseksi ja lisäenergiahäviön vähentämiseksi tehokkaiden aurinkosähkölaitteiden toteuttamisessa. QWD:n vaikutusta EL-laitteisiin on kuitenkin tutkittu vähemmän.
On tunnettua, että QWD:tä voidaan kontrolloida säätämällä esiasteseosten suhdetta tai ligandin muokkausta. Tässä osoitetaan, että kaksoisligandien käyttö on tehokas strategia in situ valmistettujen CsPbClBr2-nanokiteisten kalvojen QWD:n säätelemiseksi. 2-fenyylietyyliamiinibromidi (PEABr) on tehokas ligandi pienen n-alueen muodostamiseen, kun taas 3,3-difenyylipropyyliamiinibromidi (DPPABr) on tehokas ligandi suurten n-arvojen muodostamiseen. Näiden kahden ligandin suhteen harkittu valinta voi kaventaa QWD:tä n=4 -keskivallalla.
Tämä tehokas koon säätö mahdollistaa tehokkaan energiansiirron, mikä johtaa voimakkaaseen sinisen valon emissioon 470 nm:n aallonpituudella ja PL-kvanttituoton (PLQY) jopa 60 prosenttia. Kaksoisligandien käyttäminen, joilla on taipumus muodostaa pieniä n-alueita ja suuria n-domeeneja, on monipuolinen strategia kapea QWD:n saavuttamiseksi parannetuille PL-ominaisuuksille. PEABr:a ja DPPABr:a sekoittamalla valmistettujen optimoitujen ohutkalvojen perusteella saatiin korkean -sininen elektroluminesenssilaite, jonka maksimi EQE oli 8,8 prosenttia aallonpituudella 473 nm. (Teksti: Aisin Gioro Star)
Kuva 1 CsPbClBr2-nanokiteisten ohuiden kalvojen rakenteelliset ominaisuudet. Kaavio CsPbClBr2-nanokiteisten ohuiden kalvojen in situ -valmistusprosessista. Tutkittiin CsPbClBr2-nanokiteisten kalvojen GIWAXS-kuvion integraaliintensiteetin q välistä suhdetta erilaisilla DPPABr- ja PEABr-suhteilla.
Kuva 2 CsPbClBr2-nanokiteisten ohuiden kalvojen optiset mittaukset. Tutkittiin CsPbClBr2-nanokiteisten kalvojen vakaan tilan fotoluminesenssispektrejä, absorptiospektrejä ja b-PLQY:itä eri DPPABr- ja PEABr-suhteilla.
Fig. 3 The effect of QWD on its carrier dynamics. a, b Peak FWHM evolution extracted from broad bleached peaks (425–470 nm) of D0P8, D4P4 and D8P0 samples. c Schematic illustration of the carrier behavior after excitation. The carrier recombination process can be divided into five stages: I, carrier formation; II, exciton transfer; III, charge transfer; IV, reverse charge transfer; V, continuous charge transfer and recombination.
Figure 4 Blue perovskite device features. Energy level diagram of an electroluminescent device. Cross-sectional TEM image of a multilayer electroluminescent device. c EL spectra at 3.6, 4.4 and 5.2V forward bias. d Current density-brightness-voltage characteristics of the best performing device. EQE – Voltage characteristics of optimal performance equipment. f Maximum EQE histogram of 28 devices.
