編輯推薦：首次展示了基于混合鹵化物三維鈣鈦礦的高效和光譜穩(wěn)定的藍色和深藍色PELED，其峰值EQE分別為11.0%和5.5%，呈現(xiàn)了迄今為止最有效的兩種藍色PELED。作者的研究為未來藍色鈣鈦礦發(fā)光體的發(fā)展提供了廣闊的途徑，代表了鈣鈦礦發(fā)光二極管在全彩顯示和照明應用中的又一個里程碑。

明亮高效的藍光發(fā)射是金屬鹵化物鈣鈦礦型發(fā)光二極管進一步發(fā)展的關鍵。盡管改變溴化物/氯化物組成可直接實現(xiàn)藍色發(fā)射，但由于顏色穩(wěn)定性差和嚴重的光致發(fā)光猝滅，該策略的實際實施一直具有挑戰(zhàn)性。這兩種有害影響在高氯化物含量的鈣鈦礦中變得越來越突出。

來自林雪平大學和劍橋大學等單位的研究人員解決了混合鹵化物鈣鈦礦的這些關鍵挑戰(zhàn)，并展示了光譜穩(wěn)定的藍色鈣鈦礦發(fā)光二極管，發(fā)射波長范圍從490納米到451納米。發(fā)***色通過改變鹵化物成分直接調(diào)諧。特別是基于三維鈣鈦礦結(jié)構的藍色和深藍色發(fā)光二極管的EQE值分別為11.0%和5.5%。相關論文以題目為“Mixedhalideperovskitesforspectrallystableandhigh-efficiencybluelight-emittingdiodes”發(fā)表在NatureCommunications期刊上。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1038/s41467-020-20582-6

CIEy坐標值低于0.15且（x+y）值低于0.30的藍色發(fā)光二極管對于顯示和節(jié)能照明應用至關重要。與之前的發(fā)光技術類似，在金屬鹵化物鈣鈦礦型發(fā)光二極管（PELED）中實現(xiàn)高效的藍色發(fā)射已被證明是非常具有挑戰(zhàn)性的，其性能遠遠落后于綠色、紅色和近紅外對應物。目前在PELED材料方面的工作主要是利用量子限制效應進行帶隙工程，即使用混合維鈣鈦礦或膠體鈣鈦礦納米晶體。

盡管在開發(fā)天藍色PELED（CIEy>0.15）方面取得了顯著進展，但使用這些策略實現(xiàn)藍色排放發(fā)射的難度越來越大。例如，通過強量子限制實現(xiàn)的最先進的藍發(fā)射體通常由于過量的大尺寸有機陽離子和/或過度封端配體而遭受劣化的電子性質(zhì)。這些問題導致有問題的電荷注入，因此亮度低，以及薄膜的光致發(fā)光量子產(chǎn)率（PLQYs）和器件的外部量子效率（EQEs）之間的巨大差距。與加強量子限制相比，調(diào)整鹵化物陰離子是調(diào)節(jié)鈣鈦礦帶隙的更直接的***。然而，由于偏壓下的陰離子偏析，藍色鈣鈦礦發(fā)射體（混合溴/氯鈣鈦礦）的顏色穩(wěn)定性較差，這在很大程度上阻礙了這種簡單***在藍色PELED中的實施。

此外，人們已經(jīng)廣泛地觀察到，PLQYs隨著氯化物含量的增加而減少，因為與溴化物和碘化物對應物相比，氯化物鈣鈦礦的缺陷耐受性較差。這兩個問題在具有高氯化物含量的鈣鈦礦中都特別明顯，這是產(chǎn)生藍色和深藍色離子所需要的。最近，人們借用了緩解鈣鈦礦型太陽能電池中光致相分離的策略（例如缺陷鈍化）來提高溴/氯混合PELED的光譜穩(wěn)定性。到目前為止，這些策略僅在氯化物含量較低（<30%）的情況下可行。不幸的是，即使將溴/氯鈣鈦礦混合策略與增強量子限制的優(yōu)點結(jié)合起來，光譜穩(wěn)定的藍色PELED的器件性能仍然離實際應用很遠。（文：愛新覺羅星）

圖1.器件結(jié)構和性能

圖2.了解VAC處理設備優(yōu)越的光譜穩(wěn)定性

圖3.理解VAC過程中鹵化物的再分配

圖4.40%和45%Cl含量的Rb鈍化鈣鈦礦的器件性能。

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