將胍鹽摻雜到甲脒溴化鉛PNCs中會產生有限的體溶解度,同時在PNCs中產生熵穩定相,並導致更小的PNCs和更多的載流子限制。最終其電流效率由108 cd A−1(外部質量效率為23.4%)上升至205 cd A−1(外部量子效率為45.5%)。
金屬鹵化物鈣鈦礦型奈米晶(PNC)的電致發光效率因缺乏既能抑制缺陷形成又能增強載流子約束的材料策略而受到限制。在這裡,來自韓國和美國的科研團隊報告了一種單摻雜合金化策略,該策略產生更小的單分散膠體粒子(限制電子和空穴,並促進輻射覆合),具有更少的表面缺陷(減少非輻射覆合)。相關論文以題目為“Comprehensive defect suppression in perovskite nanocrystals for high-efficiency light-emitting diodes”發表在Nature Photonics期刊上。
論文連結:
https://www.nature.com/articles/s41566-020-00732-4
具有一般ABX3式(其中A為有機或無機陽離子,B為金屬陽離子,X為鹵化物陰離子)的金屬鹵化物鈣鈦礦(MHP)具有窄發射光譜(半最大全寬)≈ 20 nm),使其能夠實現高顏色純度、可調發射波長範圍(400 nm)和低成本解決方案可加工性。因此,MHP被認為是有前途的發光體。這種特性還導致鈣鈦礦型發光二極體(PELED),其電致發光效率在之間有了巨大的提高。這些改進是透過(1)增加輻射覆合率和(2)降低非輻射覆合率實現的。透過空間限制鈣鈦礦多晶奈米顆粒、低維晶體或膠體鈣鈦礦奈米晶體(PNCs)中的電子和空穴,電荷載流子的輻射覆合速率增加。需要更有效的抑制缺陷和相關非輻射覆合的策略,以超越現有技術水平,並進一步提高電致發光效率。
在鈣鈦礦型多晶塊體薄膜中,前體的化學計量控制、鈍化劑的使用和後處理表明最大電流效率為78 cd A−1(根據朗伯假設,外部量子效率(EQE)為20.3%。在膠體PNC中,表面結合配體減少了非輻射覆合和缺陷;然而,這種策略有侷限性:(1)配體-表面鍵的動態性質和(2)空間位阻效應,這可能導致欠配位點未被識別,並容易出現缺陷。對PNCs的大部分研究都是基於所有無機材料。結果表明,與有機陽離子有關的液體狀偶極子的取向自由度可以降低電荷複合速率。儘管這對光伏應用有利,但對於LED來說是不可取的。全無機MHP含有球形原子A位陽離子,偶極矩為零,導致電荷複合增強。然而,原子A位陽離子也有缺點:可調諧的相空間小,缺乏晶格穩定的定向氫鍵。同時,還缺乏全面的材料設計策略來鈍化表面缺陷和限制奈米晶體內部的載流子。(文:愛新覺羅星)
圖1 | FA1–xGAxPbBr3 PNC的結構。
圖2 | FA 1–x GA x PbBr 3 PNC的缺陷分析。
圖3 |具有TBTB夾層的鈣鈦礦的特性。
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