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作者經(jīng)優(yōu)化后的藍(lán)色PeLED的最大外量子效率為1.66%，發(fā)射峰值為484 nm，半高寬為18 nm，CIE坐標(biāo)為(0.08，0.21)。獲得的最大亮度為9243cdm−2，是高效率、顏色穩(wěn)定的藍(lán)色PeLED中亮度最高的器件之一。

紅色和綠色鈣鈦礦型發(fā)光二極管(PeLED)已經(jīng)取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。然而，與綠色和紅色發(fā)光二極管相比，藍(lán)色發(fā)光二極管在發(fā)光效率和亮度方面仍然較差。來自廣州大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和中國科學(xué)院長春應(yīng)化所等單位的研究人員以鈣鈦礦型多晶材料為基礎(chǔ)，以3DRb-Cs合金為支架，制備了同時(shí)具有高亮度和高顏色穩(wěn)定性的高效藍(lán)色發(fā)光二極管。異丙醇抗溶劑處理和RbCl修飾PEDOT：PSS/藍(lán)色鈣鈦礦界面的協(xié)同作用有效地提高了藍(lán)色多晶3D鈣鈦礦薄膜的光致發(fā)光性能和最終的電致發(fā)光性能。相關(guān)論文以題目為“Bright and Color-Stable Blue-Light-Emitting Diodes based on Three Dimensional Perovskite Polycrystalline Films via Morphology and Interface Engineering”發(fā)表在The Journal of Physical Chemistry Letters期刊上。

論文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.9b03714

由于金屬鹵化物鈣鈦礦材料具有潛在的低成本、濕式加工能力、高顏色純度等優(yōu)點(diǎn)，鈣鈦礦型發(fā)光二極管受到了全世界的關(guān)注。通過成分調(diào)節(jié)和界面工程的方法在綠色和紅色發(fā)光二極管方面取得了重大突破。到目前為止，藍(lán)色發(fā)光二極管仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)，如外量子效率低，低亮度。藍(lán)光PLED同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高發(fā)光效率、高亮度以及優(yōu)異的顏色穩(wěn)定性，這方面的報(bào)道還很少見。

本文主要研究了藍(lán)光PLED的發(fā)光特性和光致發(fā)光(PL)/電致發(fā)光(EL)光譜特性，并提出了一種新的高發(fā)光效率、高亮度和高顏色穩(wěn)定性的藍(lán)光PLED材料。一般說來，已經(jīng)提出了兩種方法來構(gòu)建藍(lán)色鈣鈦礦發(fā)光器件。第一種是通過增加ABX3型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的“X位”中Cl-−的含量來降低光譜的色移。不幸的是，由于鹵化物遷移引起的相分離，這些“混合鹵化物”鈣鈦礦在焦耳加熱或電壓驅(qū)動(dòng)下普遍存在嚴(yán)重的色移。事實(shí)上，在三維鈣鈦礦型發(fā)光材料上制備了EQEs大于20%的高效綠色近紅外PeLED。3D鈣鈦礦型薄膜具有優(yōu)異的電荷傳輸能力，有助于實(shí)現(xiàn)高效的電荷注入和傳輸?？梢哉J(rèn)為，如果相位不穩(wěn)定性和各種缺陷態(tài)鈍化良好，3D鈣鈦礦結(jié)構(gòu)可以用來制作高性能的藍(lán)色PeLED。

最近，利用“A位”陽離子組成的工程方法制備了藍(lán)色的3D鈣鈦礦和顏色穩(wěn)定的藍(lán)色−。在CsPbBr3基鈣鈦礦的“A位”中引入了Rb等13種外來元素，形成了Rb-PbBr3-Cs合金化的3D鈣鈦礦，有效地加寬了帶隙。然而，與當(dāng)前的2D鈣鈦礦型藍(lán)色PeLED相比，相應(yīng)的顏色穩(wěn)定的藍(lán)色PeLED的發(fā)光效率和亮度較低。（文：愛新覺羅星）

圖1.在玻璃/ITO/PEDOT：PSS層上制備的藍(lán)色鈣鈦礦型薄膜的頂視圖掃描電鏡圖像(a−c)、X射線衍射圖譜(D)和歸一化熒光光譜(E)，這些薄膜在不同的工藝條件下制備，包括沒有或帶有iPA處理，以及同時(shí)進(jìn)行RbCl表面改性和iPA處理的藍(lán)色鈣鈦礦型薄膜的頂視掃描電鏡圖像(AITc)、X射線衍射圖譜(D)和歸一化熒光光譜(E)。

圖2.在石英/PEDOT：PSS層上制備的藍(lán)色鈣鈦礦薄膜的瞬態(tài)PL衰減譜(A)和fs-TA譜(b−d)。

圖3.器件配置(A)和藍(lán)色PeLED器件結(jié)構(gòu)的橫截面掃描電鏡圖像(B)。用不同方法制備的藍(lán)色−發(fā)光二極管的J-−-L-−-V曲線(C)、EqE-EQE-J曲線(D)、EL光譜(E)和CIE1931坐標(biāo)(F)。

圖4.不同方法制備的藍(lán)色PeLED在不同驅(qū)動(dòng)電壓(A)和工作時(shí)間(B)下的電致發(fā)光光譜。