Innen perovskite elektroluminescent enheter (PeLEDs) ligger ytelsen til blå elektroluminescerende enheter bak andre lignende enheter på grunn av mangel på fabrikasjonsmetoder. Her brukte forskere fra Beijing Institute of Technology, Dalian Research Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences og Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences 2-fenylethylamine bromide (PEABr) og 3,3-diphenylpropylaminbromid (DPPABr). ) av blandede ligander for å forberede CsPbClBr2 nanokrystallinske filmer in situ. Blanding av de to ligandene resulterte i et sterkt blått lysutslipp på 470 nm med et kvanteutbytte på fotoluminescens så høyt som 60% på grunn av dannelsen av en smal kvantebrønnbreddefordeling. På dette grunnlaget ble en svært effektiv blå perovskite-enhet med en maksimal ekstern kvanteeffektivitet på 8,8% oppnådd ved 473 nm.
Den relaterte artikkelen ble publisert i tidsskriftet Nature Communication med tittelen "Dimension control of in situ fabricated CsPbClBr2 nanocrystal films toward efficient blue light-emitting diodes".
Perovskite lysemitterende dioder (PeLEDs) har dukket opp som en fremvoksende skjermteknologi på grunn av deres høye fargerenhet, høy ekstern kvanteeffektivitet (EQE) og løsningsprosesserbarhet. Ved å dra nytte av de ioniske egenskapene til metallhalogenperovskiter, kan PELEDs direkte fremstilles av en in-situ fabrikasjonsteknikk for spin-belegg perovskite forløperløsninger på målsubstrater. Siden romtemperatur-drift perovskite elektroluminescens (EL) enheter ble først rapportert i 2014, har grønne, røde og nær-infrarøde PeLEDs oppnådd maksimale EQEer på over 20%, sammenlignbare med organiske lysdioder og kvanteprikklysdioder. Imidlertid henger ytelsen til blå PeLEDs fortsatt bak sine grønne, røde og nær-infrarøde lysdioder, spesielt for visningsprogrammer i det rene blå området (455-475 nm), noe som er et hinder for utviklingen av fullfargeskjermteknologier.
Generelt kan spektralmodulering av perovskite-type emittere oppnås ved tuningsammensetning, størrelse og / eller størrelse. Ved å redusere størrelsen på bulkperovskites eller introdusere blandede halides, ble tredimensjonale perovskite nanokrystaller med blå utslipp vellykket forberedt. Imidlertid er effektivitets- og stabilitetsproblemene til blå elektroluminescerende enheter basert på slike små perovskite nanokrystaller hovedsakelig på grunn av komplisert rensing og faseseparasjon.
En annen strategi for å oppnå høyeffektive blå PeLEDs er å konstruere kvasi-todimensjonale (kvasi-2D) perovskite strukturer med flere kvantebrønner. Fotoluminescensen (PL) egenskapene til disse kvasi-2D perovskites er nært knyttet til energioverføringen fra små til store n-domener. Det er funnet at en flat kvasi-2D perovskite kvantebrønnbreddedistribusjon (QWD) er avgjørende for å lette transportørtransport og redusere ytterligere energitap for å realisere høyytelses fotovoltaiske enheter. Effekten av QWD på EL-enheter er imidlertid mindre studert.
Det er kjent at QWD kan styres ved å justere forholdet mellom forløperblandinger eller ved ligandteknikk. Her er det demonstrert at bruk av doble ligander er en effektiv strategi for å kontrollere QWD av CsPbClBr2 nanokrystallinske filmer tilberedt in situ. 2-Fenylethylamine bromide (PEABr) er en effektiv ligand for å danne små n-domener, mens 3,3-diphenylpropylaminbromid (DPPABr) er en effektiv ligand for å danne store n-verdier. Et fornuftig valg av forholdet mellom de to ligandene kan begrense QWD med en sentral dominans på n = 4.
Denne effektive størrelseskontrollen muliggjør effektiv energioverføring, noe som resulterer i sterk blått lysutslipp ved 470 nm bølgelengde med PL kvanteutbytte (PLQY) så høyt som 60%. Å bruke doble ligander med en tilbøyelighet til å danne små n-domener og store n-domener er en allsidig strategi for å oppnå smal QWD for forbedrede PL-egenskaper. Basert på de optimaliserte tynne filmene tilberedt ved å blande PEABr og DPPABr, ble en høyeffektiv blå elektroluminescensenhet med en maksimal EQE på 8,8% oppnådd ved en bølgelengde på 473 nm. (Tekst: Aisin Gioro Star)
Fig. 1 Strukturelle egenskaper ved CsPbClBr2 nanokrystallinske tynne filmer. Skjematisk diagram over in-situ forberedelsesprosessen til CsPbClBr2 nanokrystallinske tynne filmer. Forholdet mellom den integrerte intensiteten q av GIWAXS-mønsteret til CsPbClBr2 nanokrystallinske filmer med forskjellige forhold mellom DPPABr og PEABr ble studert.
Fig. 2 Optiske målinger av CsPbClBr2 nanokrystallinske tynnfilmer. Steady-state fotoluminescensspektra, absorpsjonsspektra og b-PLQYs av CsPbClBr2 nanokrystallinske filmer med forskjellige forhold mellom DPPABr og PEABr ble studert.
Fig. 3 Effekten av QWD på bærerdynamikken. a, b Peak FWHM evolusjon hentet fra brede blekede topper (425-470 nm) av D0P8, D4P4 og D8P0 prøver. c Skjematisk illustrasjon av transportørens virkemåte etter eksitasjon. Bærer rekombinasjonsprosessen kan deles inn i fem stadier: I, bærerdannelse; II, exciton overføring; III, gebyroverføring; IV, overføring av snudd avregning; V, kontinuerlig ladeoverføring og rekombinasjon.
Figur 4 Blå perovskite-enhetsfunksjoner. Energinivådiagram over en elektroluminescerende enhet. Tverrsnitts TEM-bilde av en flerlags elektroluminescerende enhet. c EL-spektra ved 3,6, 4,4 og 5,2 V forutinntatthet. d Gjeldende tetthets-lysstyrke-spenningsegenskaper for den best presterende enheten. EQE – Spenningsegenskaper for optimalt ytelsesutstyr. f Maksimalt EQE-histogram på 28 enheter.
