ACS AMI | 全无机蓝光钙钛矿发光二极管的真空法制备
时间:19/12/19

英文原题:Vacuum-Deposited Blue Inorganic Perovskite Light-Emitting Diodes

作者:Peipei Du, Jinghui Li, Liang Wang, Jing Liu, Shunran Li, Nian Liu, Yuxuan Li, Muyi Zhang, Liang Gao, * Ying Ma, * and Jiang Tang*

通讯作者:高亮(华中科技大学)、马颖(华中科技大学)和唐江(华中科技大学)

英文原题:Vacuum-Deposited Blue Inorganic Perovskite Light-Emitting Diodes

作者:Peipei Du, Jinghui Li, Liang Wang, Jing Liu, Shunran Li, Nian Liu, Yuxuan Li, Muyi Zhang, Liang Gao, * Ying Ma, * and Jiang Tang*

通讯作者:高亮(华中科技大学)、马颖(华中科技大学)和唐江(华中科技大学)


卤素钙钛矿由于其优异的光电性能受到了广泛的研究关注,但相较于绿光和红光钙钛矿发光二级管(EQE均超过20%),蓝光钙钛矿发光二极管落后的性能限制了其在全色显示领域的进一步应用。虽然目前已报道的蓝光钙钛矿发光二极管的外量子效率已近10%,但在现有的研究工作中,其蓝光发光层均含有有机物。这些有机物或作为发光层的重要组分,亦或作为钙钛矿的钝化剂,对实现蓝光发射必不可少,众所周知,它们同时也严重影响了钙钛矿材料的热稳定性和蓝光发射的光谱稳定性。


基于上述考虑,华中科技大学武汉光电国家研究中心唐江教授(点击查看介绍)团队将他们的目标锁定在更为稳定的全无机钙钛矿CsPbX3,采用CsCl和PbBr2双源共蒸的方法成功制备出了发光波长覆盖450-480 nm的全无机Cs-Pb-Br-Cl钙钛矿薄膜。真空沉积的方法一方面规避了溶液法中铯盐溶解度有限的弊端,使得Cl/Br比例可以连续可调,进而实现标准蓝光发射;另一方面热蒸发的薄膜也表现出了良好的致密度和平整性。进一步地,辅以高通量组合的思路,他们加速组分优化的进程,细致研究了不同组分薄膜的光学性能和器件物理(越高的Cs/Pb比例生成更多的Cs4PbBrxCl6-x,导致更高的荧光量子产率但降低的电注入效率),通过平衡光致发光效率和电注入效率,最终得到了电致发光峰位在468 nm,最高EQE 0.38%的蓝光二极管。最后,他们从实验上验证了真空沉积的全无机蓝光钙钛矿薄膜较溶液法制备的有机无机杂化的钙钛矿薄膜表现出了出色的热、紫外照射和水汽抵抗力及光谱稳定性。

图1. 双源共蒸Cs-Pb-Br-Cl全无机薄膜的示意图


图2. 全无机钙钛矿蓝光二极管性能


图3. 真空沉积的全无机钙钛矿蓝光薄膜和溶液法制备的有机无机杂化钙钛矿薄膜稳定性对比


此项工作将商业化的有机发光二极管生产工艺应用于钙钛矿发光二极管的制备,其展示的真空沉积策略为生产高效、稳定的全无机蓝光钙钛矿发光二极管提供了非常有前途的替代方法。


这一成果近期发表在ACS Applied Materials & Interfaces 上,文章第一作者为华中科技大学杜培培博士和李京徽博士,通讯作者为高亮马颖唐江老师。该工作得到了国家重点研发项目、国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费的资助。


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Vacuum-Deposited Blue Inorganic Perovskite Light-Emitting Diodes

Peipei Du, Jinghui Li, Liang Wang, Jing Liu, Shunran Li, Nian Liu, Yuxuan Li, Muyi Zhang, Liang Gao,* Ying Ma,* Jiang Tang*

ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019, DOI: 10.1021/acsami.9b17164

Publication Date: November 18, 2019

Copyright © 2019 American Chemical Society


导师介绍

唐江

https://www.x-mol.com/university/faculty/73377


(本稿件来自ACS Publications


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