梗概：作者开发了一种可切换的界面去质子反应，用于制备明亮且稳定的深红PeLEDs。关键是从碱性的氢氧化锌（Zn(OH)2）层和含有GuaI的前体溶液开始。通过这种方式，在结晶过程中，碱性的Zn(OH)2诱导的界面去质子反应被打开，形成高质量的GuaI–CsPbI3钙钛矿薄膜。同时，碱性的Zn(OH)2原位转化为碱性氧化锌（a-ZnO）薄膜，随后关闭了ETLs和钙钛矿之间有害的界面去质子反应。因此，GuaI–CsPbI3薄膜表现出优异的稳定性。这种策略可以应用于CsPb(I/Br)3混合卤化物钙钛矿。基于这些薄膜的PeLEDs在深红区域（655–703nm）表现出前所未有的稳定性和高亮度。
作者强调可切换的去质子反应对于实现高性能CsPbI3基PeLEDs至关重要。界面去质子反应可以看作是酸碱反应，其在很大程度上受到铵阳离子的酸度和底层层次的碱性的影响。有机铵阳离子的酸度可以通过相应的解离常数（pKa）来估计，而用于沉积ETLs的材料的碱性可以通过指示剂法进行定性评估。作者通过将去质子反应分类为四个类别的对照实验，包括强酸和强碱（第一象限）、强酸和弱碱（第二象限）、弱酸和弱碱（第三象限）以及弱酸和强碱（第四象限）。
关于第一象限，以c-ZnO纳米晶和以FAI–CsPbI3钙钛矿的反应为例。广泛用于制备PeLEDs的ETLs的c-ZnO纳米晶显示出比a-ZnO和Zn(OH)2都更强的碱性。FA+的pKa值约为11，表明FA+的酸度比Gua+（pKa=13.6）更强。UV–vis吸收和XRD分析显示，在150℃退火30秒后形成了γ-CsPbI3。在150℃退火60分钟后，黑相CsPbI3完全转变为黄相。结果表明，在强酸和强碱的组合下，去质子反应很容易启动但无法关闭。因此，获得了具有高缺陷密度和劣化发射性能的钙钛矿薄膜。
第三象限是另一个极端。以GuaI基前体沉积在a-ZnO层上为例。没有形成黑相CsPbI3，表明Gua+的弱酸性和a-ZnO的弱碱性无法启动去质子反应。结果，相应的器件没有显示任何电致发光信号。
对于第二象限，我们选择以甲胺基碘（FAI）基前体和a-ZnO基底的组合作为例。在30秒的退火后出现γ-CsPbI3表明启动了去质子反应。然而，在150℃退火60分钟后，黑相CsPbI3部分转变为黄相。这些结果表明强酸和弱碱的组合不能完全禁止去质子反应，导致钙钛矿薄膜的稳定性较差。因此，相应的PeLEDs显示了非常短的T50寿命。
同样，弱酸和强碱的组合（GuaI–CsPbI3前体沉积在c-ZnO，第四象限）将启动而不能关闭界面反应，导致PeLEDs性能差。
可切换的去质子反应的关键是从第四象限向第三象限的转变，这是通过在退火过程中将碱性的Zn(OH)2原位转化为a-ZnO薄膜实现的。一个相反的例子是c-ZnO纳米晶的薄膜，其碱性无法通过温度调节。在这种情况下，持续的有害去质子反应无法关闭，导致形成黄相CsPbI3。
原文链接：
https://www-nature-com.libproxy1.nus.edu.sg/articles/s41566-023-01369-9
