图1. FATFSA掺入对PeLEDs性能的影响。
图2 .引入FATFSA增强性能的起源。
图3. 通过FATFSA和MPC的低维相调节。
研究团队针对蓝色PeLEDs面临的挑战,如低维相分布不均和深能级缺陷导致的效率低下和光谱不稳定,提出了创新的解决方案。通过在准二维混合卤化物钙钛矿中引入FATFSA,并结合界面工程,优化了钙钛矿薄膜的光电性质。实验结果显示,这种优化策略不仅提高了器件的效率,还显著提升了光谱稳定性。
图4. 通过FATFSA和MPC双重修饰使能量分布均匀化的示意图。A)用于控制(左)、FATFSA修饰(中)和FATFSA/MPC双重修饰(右)钙钛矿的低维相位和缺陷改性。(灰色铅卤化物八面体代表含卤化物空位的相,而蓝色Pb卤化物八面体表示无缺陷或良好钝化的相)。B)具有无序能级(左)和均匀分布能量(右)的钙钛矿中的能量转移和载流子复合过程。
该研究有望促进蓝光钙钛矿LED(PeLED)的应用,特别是在显示和照明领域。通过提高蓝光PeLEDs的效率和稳定性,有助于推动钙钛矿材料在更广泛领域的应用。
图5. 基于FATFSA添加剂和MPC界面优化的PeLED性能。
总之,作者报道了一种全面降低准二维混合卤化物蓝色钙钛矿中低维相和更深能级缺陷引起的能量无序的策略,这加速了能量传递过程并抑制了非辐射能量损失,从而大大提高了蓝色PeLED的效率和光谱稳定性。研究结果表明,在准二维混合卤化物钙钛矿膜中加入FATFSA添加剂并结合底部界面优化,可以有效地缓解由低维相的失控形成卤化物空位引起的能量紊乱,从而促进辐射复合,并阻止不必要的非辐射损失和离子迁移。受益于整个钙钛矿中均匀的能量分布,制备了在478 nm处具有光谱稳定的蓝光发射,最大EQE为21.9%的高性能PeLED,这是这类器件在纯蓝色区域(<480 nm)的记录值。这项工作强调了综合调节低维相和卤化物缺陷以实现均质化钙钛矿能量分布,从而实现高性能蓝色PeLEDs的关键作用。
DOI: 10.1002/adma.202409319
(来源:西北工业大学 版权属原作者 谨致谢意)