高效蓝光钙钛矿led研制新方法（AFM为什么钙钛矿LED的发光时间这么短）

小君 2023-04-03 21:05:25 371

高效蓝光钙钛矿led研制新方法（AFM为什么钙钛矿LED的发光时间这么短）图2 在a）碘空位缺陷（VI）低于导带的能级为0.03 eV，b）高于价带的能级为0.04 eV的铅空位缺陷（VPb）存在下，我们的PeLEDs器件的模拟复合速率，注入电流密度为100 mA cm−2，c）间隙缺陷陷阱（Ii）能级高于价带0.6 eV，d）能级高于价带1.0 eV的反位错缺陷陷阱（IPb），e）沿垂直方向的非辐射复合速率分布。图1 a）PeLEDs器件的结构示意图。b）（a）所示装置的能级图。c）不同工作偏压下的电致发光光谱。d）本文所监测的典型PeLEDs的电流-电压曲线和e）电流-辐照度和电流-亮度关系。f）当电流密度为100 mA cm−2时，EQE随时间衰减曲线。https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201910464有机金属卤化物钙钛矿基发光二极管材料具有制作成本低、可调谐带隙、色纯度高、发光效率高、与柔

钙钛矿发光二极管（PeLEDs）很容易降解，数小时就失去发光。本文利用电吸收光谱（EA）方法研究了在运行过程中的降解机制，并通过监测其独特的光学特征，分析了各功能层的稳定性。EA测试清楚地表明，PeLEDs的降解主要发生在钙钛矿层中。通过采用苯乙碘化铵钝化钙钛矿表面使得膜稳定性得到了极大的提高。

在过去的几年中，有机金属卤化物钙钛矿基发光二极管（PeLEDs）的效率有了显著的提高。然而，器件运行稳定性差的问题阻碍了该技术在实际应用中的商业化。尽管人们对钙钛矿薄膜的降解机理进行了广泛的研究，但人们仍然不清楚钙钛矿薄膜在什么地方以及如何发生降解。

来自香港中文大学和中山大学的一项最新研究表明，降解可能从钙钛矿和空穴输送层之间的界面开始，空位、反位或间隙缺陷可以进一步加速这种降解。采用苯乙碘化铵钝化钙钛矿表面，在电流密度为100 mA·cm-2的情况下，钝化后的膜稳定性大大提高，操作寿命由1.5 h提高到11.3 h。相关论文以题为“Degradation Mechanism of Perovskite Light-Emitting Diodes: An In Situ Investigation via Electroabsorption Spectroscopy and Device Modelling”发表在Advanced Functional Materials上。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201910464

高效蓝光钙钛矿led研制新方法（AFM为什么钙钛矿LED的发光时间这么短）(1)

有机金属卤化物钙钛矿基发光二极管材料具有制作成本低、可调谐带隙、色纯度高、发光效率高、与柔性基板相容性好等优点，在显示和照明领域具有巨大的应用潜力。近几年来，PeLEDs的发光特性取得了许多研究突破，性能最好的近红外PeLEDs的外量子效率（EQE）和辐射率分别达到了21.6 %和308 W (sr × m2)−1。然而，大多数报道的PeLEDs在操作过程中迅速降解，在数小时内失去发光。稳定性几乎是所有钙钛矿型光电器件的普遍问题，在电流密度高、能量转换效率低的PeLEDs中，稳定性问题尤为突出。

采用电吸收(EA)光谱技术，对降解过程进行了原位研究。光谱技术可以监测材料在电场调制下的光吸收变化，已被应用于各种材料和生物系统的研究。特别是，EA谱已被证明是一个强大的工具，以表征钙钛矿材料的带隙、激子结合能、偶极矩的变化和电荷极化。考虑到不同的配合物具有不同的吸收特征峰，利用EA光谱技术来区分器件中各功能层的性质变化是可能的。例如，先前的研究已经应用EA来研究与有机发光二极管或太阳能电池的不同功能层。本文利用电子能谱来评估每个功能层的稳定性，通过监测其独特的光学特征。利用随时间变化的EA谱分析，清楚地表明降解主要发生在钙钛矿层。

高效蓝光钙钛矿led研制新方法（AFM为什么钙钛矿LED的发光时间这么短）(2)

图1 a）PeLEDs器件的结构示意图。b）（a）所示装置的能级图。c）不同工作偏压下的电致发光光谱。d）本文所监测的典型PeLEDs的电流-电压曲线和e）电流-辐照度和电流-亮度关系。f）当电流密度为100 mA cm−2时，EQE随时间衰减曲线。

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图2 在a）碘空位缺陷（VI）低于导带的能级为0.03 eV，b）高于价带的能级为0.04 eV的铅空位缺陷（VPb）存在下，我们的PeLEDs器件的模拟复合速率，注入电流密度为100 mA cm−2，c）间隙缺陷陷阱（Ii）能级高于价带0.6 eV，d）能级高于价带1.0 eV的反位错缺陷陷阱（IPb），e）沿垂直方向的非辐射复合速率分布。

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