Na področju perovskitnih elektroluminiscenčnih naprav (PeLED) zmogljivost modrih elektroluminiscenčnih naprav zaradi pomanjkanja metod izdelave zaostaja za drugimi podobnimi napravami. Tukaj so raziskovalci s Pekinškega inštituta za tehnologijo, Raziskovalnega inštituta za kemično fiziko Dalian, Kitajske akademije znanosti in Šanghajskega inštituta za uporabno fiziko, Kitajske akademije znanosti uporabili 2-feniletilamin bromid (PEABr) in 3,3-difenilpropilamin bromid (DPPABr) . ) mešanih ligandov za pripravo nanokristalnih filmov CsPbClBr2 in situ. Mešanje obeh ligandov skupaj je povzročilo močno oddajanje modre svetlobe pri 470 nm s kvantnim izkoristkom fotoluminiscence do 60 odstotkov zaradi tvorbe ozke porazdelitve širine kvantne vdolbine. Na tej podlagi je bila pridobljena visoko učinkovita naprava iz modrega perovskita z največjo zunanjo kvantno učinkovitostjo 8,8 odstotka pri 473 nm.
The related paper was published in the journal Nature Communication with the title "Dimension control of in situ fabricated CsPbClBr2 nanocrystal films toward efficient blue light-emitting diodes".
Perovskite light-emitting diodes (PeLEDs) have emerged as an emerging display technology due to their high color purity, high external quantum efficiency (EQE), and solution processability. Taking advantage of the ionic properties of metal halide perovskites, PELEDs can be directly fabricated by an in-situ fabrication technique of spin-coating perovskite precursor solutions on target substrates. Since room-temperature-operating perovskite electroluminescence (EL) devices were first reported in 2014, green, red, and near-infrared PeLEDs have achieved maximum EQEs of over 20 percent , comparable to organic light-emitting diodes and quantum dot light-emitting diodes. However, the performance of blue PeLEDs still lags behind their green, red, and near-infrared light-emitting diodes, especially for display applications in the pure blue region (455–475 nm), which is an obstacle to the development of full-color display technologies.
Na splošno je spektralno modulacijo oddajnikov tipa perovskit- mogoče doseči s prilagajanjem sestave, velikosti in/ali velikosti. Z zmanjšanjem velikosti perovskitov v razsutem stanju ali z uvedbo mešanih halogenidov so bili uspešno pripravljeni tridimenzionalni perovskitni nanokristali z modro emisijo. Vendar pa so težave z učinkovitostjo in stabilnostjo modrih elektroluminiscentnih naprav, ki temeljijo na tako majhnih-velikih nanokristalih perovskita, predvsem posledica zapletenega čiščenja in ločevanja faz.
Druga strategija za doseganje visoko{0}}modrih PeLED-ov z visokim izkoristkom je izgradnja kvazi-dvodi-dimenzionalnih (kvazi-2D) perovskitnih struktur z več kvantnimi vdolbinicami. Lastnosti fotoluminiscence (PL) teh kvazi-2D perovskitov so tesno povezane s prenosom energije z majhnih na velike n domene. Ugotovljeno je, da je ravna porazdelitev širine kvazi kvazi 2D perovskita (QWD) bistvena za olajšanje transporta nosilca in zmanjšanje dodatne izgube energije za realizacijo visoko zmogljivih fotovoltaičnih naprav. Vendar pa je učinek QWD na naprave EL manj raziskan.
Znano je, da je QWD mogoče nadzorovati s prilagajanjem razmerja prekurzorskih mešanic ali z inženiringom ligandov. Tukaj je dokazano, da je uporaba dvojnih ligandov učinkovita strategija za nadzor QWD nanokristalnih filmov CsPbClBr2, pripravljenih in situ. 2-feniletilamin bromid (PEABr) je učinkovit ligand za tvorbo majhnih n domen, medtem ko je 3,3-difenilpropilamin bromid (DPPABr) učinkovit ligand za tvorbo velikih n vrednosti. Razumna izbira razmerja obeh ligandov lahko zoži QWD z osrednjo prevlado n=4.
Ta učinkovit nadzor velikosti olajša učinkovit prenos energije, kar ima za posledico močno oddajanje modre svetlobe pri valovni dolžini 470 nm s kvantnim izkoristkom PL (PLQY) do 60 odstotkov. Uporaba dvojnih ligandov z nagnjenostjo k oblikovanju majhnih n domen in velikih n domen je vsestranska strategija za doseganje ozkega QWD za izboljšane lastnosti PL. Na podlagi optimiziranih tankih filmov, pripravljenih z mešanjem PEABr in DPPABr, je bila pri valovni dolžini 473 nm pridobljena visoko{2}}modra elektroluminiscenčna naprava z največjim EQE 8,8 odstotka. (Besedilo: Aisin Gioro Star)
Slika 1 Strukturne značilnosti nanokristalnih tankih filmov CsPbClBr2. Shematski diagram in-procesa priprave nanokristalnih tankih filmov CsPbClBr2 in situ. Proučevali smo razmerje med integralno intenzivnostjo q vzorca GIWAXS nanokristalnih filmov CsPbClBr2 z različnimi razmerji DPPABr in PEABr.
Slika 2 Optične meritve nanokristalnih tankih filmov CsPbClBr2. Proučevali so fotoluminiscenčne spektre-stacionarnega stanja, absorpcijske spektre in b-PLQY nanokristalnih filmov CsPbClBr2 z različnimi razmerji DPPABr in PEABr.
Fig. 3 The effect of QWD on its carrier dynamics. a, b Peak FWHM evolution extracted from broad bleached peaks (425–470 nm) of D0P8, D4P4 and D8P0 samples. c Schematic illustration of the carrier behavior after excitation. The carrier recombination process can be divided into five stages: I, carrier formation; II, exciton transfer; III, charge transfer; IV, reverse charge transfer; V, continuous charge transfer and recombination.
Figure 4 Blue perovskite device features. Energy level diagram of an electroluminescent device. Cross-sectional TEM image of a multilayer electroluminescent device. c EL spectra at 3.6, 4.4 and 5.2V forward bias. d Current density-brightness-voltage characteristics of the best performing device. EQE – Voltage characteristics of optimal performance equipment. f Maximum EQE histogram of 28 devices.
