采用硫氰酸铵添加剂的高效天蓝色钙钛矿发光二极管

金属卤化物钙钛矿发光器件具有可溶液加工、高发光效率和良好色纯度等诸多优良特性,受到了广泛的关注,但蓝色钙钛矿发光器件发光效率和光谱稳定性等方面的问题限制了钙钛矿材料在照明和显示领域的进一步发展.本工作研究硫氰酸铵添加剂对准二维混合卤化物钙钛矿薄膜形貌、结晶度、光物理和电致发光特性的影响.结果表明硫氰酸铵能有效钝化准二维混合卤化物钙钛矿薄膜的缺陷,提高结晶度,调节相分布,从而改善其电荷传输特性和发光效率.硫氰酸铵浓度为20%的准二维钙钛矿发光二极管的发光峰值波长位于486 nm处,器件的最大外量子效率为5.83%,最大亮度为1258 cd/m~2,分别比未添加硫氰酸铵的器件提升了 6.7倍和3.6倍,同时器件发光光谱稳定性和驱动稳定性也得到了明显的提升.本研究为提高蓝色准二维混合卤化物钙钛矿发光二极管的特性提供了一种简单有效的方法.     

顶发射绿光量子点电致发光器件

采用核壳结构的绿光CdSSe/ZnS量子点成功制备了顶发射绿光量子点器件,并详细研究了它的光电特性。与具有相同结构的底发射器件相比,顶发射器件在亮度、效率、色纯度、光谱的电压稳定性上都得到了显著提高。在相同电压7 V下,尽管底发射具有更大的电流密度,但亮度仅为831 cd/m²,而顶发射器件的亮度则可达到1 350 cd/m²,并且顶发射器件的最高亮度可达到7 112 cd/m²。在效率上,顶发射器件的最大电流效率可达6.54 cd/A,远大于底发射器件的1.89 cd/A。在光谱方面,在底发射器件中出现的红蓝部分的杂光在顶发射器件中完全被抑制,而且顶发射光谱的半高宽显著窄化,具有更高的色纯度。当电压从4 V变化到9 V时,顶发射器件光谱始终保持稳定,色坐标移动仅为（-0.005,-0.001）。结果表明,顶发射结构有利于提高量子点器件的亮度、效率、色纯度以及光谱的电压稳定性。     

基于改性空穴注入层与复合发光层的高效钙钛矿发光二极管

有机金属卤化钙钛矿作为发射体具有极高的色纯度和极低的成本,但钙钛矿层普遍较差的形貌制约了器件的性能.引入合适的聚合物可有效改善旋涂型钙钛矿薄膜的均匀性.本文引入聚(4-苯乙烯磺酸盐)(PSS)改性的聚(3,4-乙撑二氧噻吩):PSS(PEDOT:PSS)作为空穴注入层(HIL),结合一步旋涂制备的三溴化铅甲基胺(MAPbBr3)和聚(环氧乙烷)(PEO)复合膜作为发光层,制备了高效绿光钙钛矿发光二极管.其中,PSS增加了PEDOT:PSS功函数,降低了其与钙钛矿发光层间的注入势垒;而掺杂PEO的钙钛矿膜致密且均匀,覆盖率可以达到100%.基于改性的空穴注入层和复合发光层,我们最终获得了最大亮度为2476 cd·m^–2、最大电流效率为7.6 cd·A^–1的高效钙钛矿发光二极管.     

溶液法制备的金属掺杂氧化镍空穴注入层在钙钛矿发光二极管上的应用

甲脒基钙钛矿(FAPbX_3)纳米晶(NCs)具有成本低、色纯度高、吸收范围广、带隙可调等特点,在照明显示与光伏领域中表现出良好的应用前景.然而传统钙钛矿发光二极管(LEDs)的空穴注入层材料——PEDOT:PSS,由于其固有的吸湿性和酸性,严重影响着器件的稳定性,而器件的稳定性始终是阻碍钙钛矿发光器件成为实际应用的关键因素之一.本文首次使用溶液法制备的氧化镍(NiO)薄膜作为溴基甲脒钙钛矿(FAPbBr_3) NCs LEDs的空穴注入层,降低空穴注人层对钙钛矿发光层的影响,获得了高效且稳定的钙钛矿发光器件,器件寿命是基于PEDOT:PSS的器件的2.3倍.通过适当浓度的金属掺杂(Cs:NiO/Li:NiO),可以有效改善器件的电荷平衡,从而进一步提高FAPbBr_3 NCs LEDs的性能.基于掺杂2 mol%Cs的NiO的器件表现出最优异的光电性质,其最大亮度,最大电流效率,峰值EQE分别为2970 cd·m~(-2),43.0 cd·A~(-1)和11.0%;相比于传统的PEDOT:PSS基的器件,效率提高了近2倍.     

钙钛矿太阳能电池中钝化层对缺陷复合行为的影响

有机-无机卤化铅钙钛矿多晶薄膜太阳能电池在近几年的研究中实现了光电转换效率的快速增长。然而,其多晶结构的活性层导致器件仍然遭受到表面和晶界位置缺陷引起的性能衰减。本研究借助两种有机氢碘酸盐,即苯乙基碘化胺(Phenethylammonium iodide, PEAI)和邻氟苯乙胺碘(2-Fluorophenylethylammonium iodide, o-F-PEAI),在CH_3NH_3PbI_3钙钛矿多晶薄膜表面形成钝化层。扫描电子显微镜和原子力显微镜分析结果显示,PEAI和o-F-PEAI处理后的钙钛矿薄膜晶界被钝化层明显填充,表面粗糙度也显著下降。另外,荧光寿命成像分析结果显示钝化后的钙钛矿薄膜具有更多的光子数和更长的荧光寿命。上述结果表明,PEAI和o-F-PEAI诱导的钝化层可以有效抑制多晶薄膜表面和晶界位置的缺陷复合行为。因此,钝化后的倒置结构钙钛矿太阳能电池器件功率转换效率(Power conversion efficiency, PCE)可以达到21%。此外,o-F-PEAI钝化处理后的器件由于氟离子的作用表现出更好的器件稳定性。     

基于LiF修饰层的喷墨打印钙钛矿发光二极管EI北大核心CSCD

金属卤化物钙钛矿材料由于具有高光致发光量子产率、高色纯度、带隙可调等优良光学性能,作为发光材料广泛用于制备钙钛矿电致发光二极管(PeLEDs)。虽然已经取得了较好的研究进展,但是其大面积商业化的进程还比较缓慢,尚需进一步研究。为了实现钙钛矿薄膜发光二极管的大面积制备,本文使用喷墨打印技术,研究了不同基板结构对于钙钛矿前驱液的铺展与结晶成膜的影响及器件性能的比较,引入了具有空穴阻挡能力的无机小分子材料氟化锂(LiF)作为缓冲层沉积于空穴传输层TFB上,获得了像素化的均匀分布的钙钛矿薄膜,从而得到发光均匀的最高亮度为4861 cd/m2且最大电流效率为5.41 cd/A的印刷钙钛矿发光二极管。研究表明,LiF修饰层对于空穴的注入具有阻挡作用,并且有效阻止了钙钛矿发光层与TFB接触后所导致的激子猝灭现象。     

基于LiF修饰层的喷墨打印钙钛矿发光二极管

金属卤化物钙钛矿材料由于具有高光致发光量子产率、高色纯度、带隙可调等优良光学性能,作为发光材料广泛用于制备钙钛矿电致发光二极管(PeLEDs)。虽然已经取得了较好的研究进展,但是其大面积商业化的进程还比较缓慢,尚需进一步研究。为了实现钙钛矿薄膜发光二极管的大面积制备,本文使用喷墨打印技术,研究了不同基板结构对于钙钛矿前驱液的铺展与结晶成膜的影响及器件性能的比较,引入了具有空穴阻挡能力的无机小分子材料氟化锂(LiF)作为缓冲层沉积于空穴传输层TFB上,获得了像素化的均匀分布的钙钛矿薄膜,从而得到发光均匀的最高亮度为4 861 cd/m~2且最大电流效率为5.41 cd/A的印刷钙钛矿发光二极管。研究表明,LiF修饰层对于空穴的注入具有阻挡作用,并且有效阻止了钙钛矿发光层与TFB接触后所导致的激子猝灭现象。     

锗合金准二维钙钛矿发光二极管EI北大核心CSCD

钙钛矿由于其出色的光电特性,在显示和照明领域具有潜在的应用价值。为降低重金属Pb含量,本文采用锗离子(Ge^(2+))部分取代Pb^(2+)进行合金化,并探索提高其电致发光性能的途径。由于Ge合金化可以使钙钛矿容忍因子更趋近于1,有望提高器件的发光稳定性。结果表明,Ge合金钙钛矿薄膜的光致发光性能在一定水氧条件下可以得到较大幅度提高,器件发光稳定性也同时得到提升。这主要归因于水氧共同作用使合金钙钛矿表面形成了GeO_(2),一定程度上钝化了钙钛矿薄膜表面缺陷,阻止了水氧的进一步渗透。得到的绿光PeLED器件最大外量子效率(EQE_(max))为11.8%,亮度为8×10^(3)cd/m^(2),较非合金化器件的发光寿命延长了3倍,在100 cd/m^(2)初始亮度下稳定性T50从~2 h提升至~6 h,这是目前文献报道Ge合金钙钛矿发光二极管最长的发光寿命。     

基于混合主体结构的溶液法制备的高效蓝色磷光OLED

为了提高蓝色有机发光二极管的效率,本文借助溶液法采用TcTa和CzSi混合主体,制备了蓝色磷光有机发光二极管（PHOLEDs）。此外,针对三种电子传输材料Tm3PyP26PyB、TmPyPB和TPBi进行了优选,以进一步优化器件的效率。本文通过优化混合主体材料的掺杂比例和电子传输材料的选择,不断提高器件的效率。最终,当TcTa∶CzSi的掺杂比为6∶1、电子传输层TPBi为70 nm时器件性能最优,其最大亮度(B_max)、电流效率(CE_max)、功率效率(PE_max)和外量子效率(EQE_max)分别为6 662 cd·m^-2、39.40 cd·A^-1、23.33 lm·W^-1和19.7%。此外,即使在1 000 cd·m^-2的实际亮度下,电流效率和外量子效率仍高达33.43 cd·A^-1和16.7%。     

钾辅助增强CsPbBr_3钙钛矿量子点的荧光稳定性及其在QLEDs中的应用

为了提高钙钛矿(CsPbX_3,X=Cl,Br,I)量子点的荧光稳定性,实现钙钛矿量子点在下一代平板显示与固态光源中的长期应用,研究了钾元素对量子点荧光性能的影响。首先,采用热注入法合成了CsPbBr_3钙钛矿量子点。接着,用油酸钾与上述钙钛矿量子点进行反应,制备了钾元素修饰的钙钛矿量子点。最后,将这些钙钛矿量子点应用于发光二极管的发光层。实验结果表明,当油酸钾的含量为20μL/mL时,钾元素修饰的量子点的荧光性能优于未修饰的量子点。相比于未修饰的量子点所制备的器件,钾元素修饰的量子点所制备器件的最大亮度从1 845 cd/m~2增加到4 300 cd/m~2,最大电流效率从0.3 cd/A增加到1.3 cd/A。因此钾元素的引入可以有效地抑制量子点表面缺陷的产生,减少荧光量子产率的损失,增强量子点的荧光稳定性,实现更优越的器件性能。     

新型钴基空穴传输层助力高效钙钛矿发光二极管

金属卤化物钙钛矿发光二极管(Perovskite light-emitting diodes, Pero-LEDs)器件结构中,空穴传输层(HTL)是影响Pero-LEDs效率的关键性因素之一。由于醋酸钴(Co(OAc)₂)薄膜具有优异的光电特性,所以选其作为绿光Pero-LEDs的HTL。然而,纯的钴基底薄膜存在传输载流子能力较差、薄膜粗糙度较大等问题。因此,本文通过引入有机小分子添加剂乙醇胺(ETA)来有效调控传输层中Co³⁺/Co²⁺比例,提升传输层的导电能力。同时,因ETA的加入可以减缓退火过程中前驱体溶液的析出结晶速度,从而形成粗糙度较小的HTL薄膜,进而有利于形成高质量的钙钛矿薄膜。基于掺杂的HTL,其最优器件亮度高达45 207 cd/m²,最大外量子效率(EQE)达到15.08%,是一种性能较好的新型HTL。     

基于Ag/Ge/Ag阳极的as

通过在Ag层中引入一层Ge薄膜, 获得了具有低反射率和高反射相移的Ag/Ge/Ag复合阳极, 并制备了基于该阳极的蓝光顶发射有机电致发光器件.阳极高的反射相移使得器件在有机层厚度为100 nm时获得了顶发射蓝光发射, 且阳极较低的反射率减弱了器件内的微腔效应, 使得其电致发光光谱在不同视角下具有良好的稳定性.当Ge的厚度为20 nm时, 器件性能表现最为优良, 最高亮度和最大电流效率分别可达3 612 cd/m²和5.4 cd/A, 且色坐标在视角从0°变化到60°时仅移动了(0.007, 0.006).     

色彩转换膜对白色有机电致发光光谱的影响

利用蓝色有机发光二极管激发荧光色彩转换膜的方法,制备了一种新型的白色有机电致发光器件。蓝色有机发光二极管的发光层采用4,4’-Bis(carbazol-9-yl)biphenyl(CBP)主体掺杂高效蓝色荧光染料N-(4-((E)-2-(6-((E)-4-(diphenylamino)styryl)naphthalen-2-yl)vinyl)phenyl)-N-phenylbenzenamine (N-BDAVBi)来制备。有机/无机复合色彩转换膜是将有机荧光颜料VQ-D25和无机荧光粉掺铈钇铝石榴石(YAG∶Ce3+)按一定的重量比均匀分散到-[CH₃CH₂COOCH₃]_n-(PMMA)中来制备。获得了色稳定性较高的白色有机电致发光器件。当驱动电压由6升至14 V时,器件光谱非常稳定且CIE色坐标仅从(0.354,0.304)变化到(0.357,0.312),其最高电流效率约为5.8 cd·A-1(4.35 mA·cm-2),最高亮度为16 800 cd·m-2(14 V)。     

采用复合母体的高效高显色指数白光有机发光二极管

采用复合母体技术制备了一种高效率高显色指数白光有机发光二极管。驱动电压在8 V到12 V变化时,器件的CIE-1931色坐标由(0.343 2, 0.339 7)变化到(0.324 3, 0.321 8),相关色温由5 035 K变化到5 915 K,其显色指数均保持在90以上。器件在14 V时达到最大亮度,为27 853 cd/m²,在7.5 V时达到最大效率为9.58 cd/A。实验中通过调节绿色和红色发光层的厚度来调节器件的发光光谱,通过敏化绿色和红色发光成分以实现电致发光效率的提高,器件的最大效率比没有采用敏化机制的参比器件提高了73.6%。     

基于N型纳米晶硅氧电子注入层的钙钛矿发光二极管

钙钛矿材料由于其禁带宽度可调、光致发光量子产率高、色纯高等优点,使得其在发光器件上具有巨大的应用潜力.电子注入材料是钙钛矿发光器件中的重要组成部分,特别是n-i-p型发光器件,其直接影响后面钙钛矿的生长情况.本文通过向钙钛矿发光二极管中引入一种新型电子注入材料,n型纳米晶硅氧(n-ncSiO_x:H)借助于n-nc-SiO_x:H薄膜平滑的表面,有效地提高了沉积钙钛矿薄膜的结晶质量,同时其能带结构更加匹配,有效地降低了电子的注入势垒.为了进一步提升器件性能,向钙钛矿材料中引入合适比例的甲基溴化胺(MABr)、氯苯反溶剂中引入一定量的苯甲胺(PMA),通过MABr和PMA的协同作用提高了钙钛矿薄膜的覆盖率,降低了钙钛矿薄膜表面的缺陷密度,抑制了钙钛矿薄膜退火过程中的发光猝灭,最终获得了最大电流效率为7.93 cd·A~(-1)、最大外量子效率为2.13%的n-i-p型钙钛矿发光二极管.     

界面修饰对有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池性能的影响

作为近些年来最耀眼的明星材料之一,钙钛矿以其优异独特的光电特性成功吸引研究人员的广泛关注.自2009年报道了第一篇光电转换效率为3.8%的钙钛矿电池,到现在短短10年期间效率已经突破25.2%,几乎可以与商用多晶硅电池媲美.尽管其制备过程简单,但在薄膜的形成过程中很容易引入大量的缺陷.缺陷的存在会加速载流子的复合,阻碍载流子传输通道,不利于制备高效率的钙钛矿太阳能电池;同时也会影响钙钛矿电池工作的长期稳定性,加速材料的降解,阻碍了钙钛矿太阳能电池进一步商业化发展.因此,理解缺陷的存在机制并有效地抑制缺陷产生,对制备高性能长寿命器件至关重要.而界面修饰作为一种有效的钝化缺陷方法之一,已经被广泛使用.本文讨论了不同结构电池器件的缺陷产生位置及对器件性能的影响.分别从载流子传输层钝化策略和钙钛矿界面修饰策略入手,分析了常用的传输层/钙钛矿界面钝化缺陷的机制,指出了钝化策略发展的巨大优势,并对合适的钝化材料进行分类,希望能够对高重复性、高光电转换效率、长期工作稳定的钙钛矿太阳能电池发展提供有益的指导.     

基于模板剥离法制备高性能钙钛矿单晶薄膜光电探测器

近年来,杂化钙钛矿半导体材料由于其带隙可调、吸收系数高、载流子迁移率高、成本低廉等诸多优点,在光电器件领域备受青睐,如太阳能电池、电致发光器件、光电探测器等。其中,钙钛矿单晶薄膜因其无晶界、杂质和缺陷含量低等特点,展现出更为优异的光学、电学特性,成为制备高性能光电器件的理想材料体系。然而,钙钛矿单晶薄膜常采用空间限域法直接生长在空穴传输层上,不可避免地将导致界面缺陷和载流子层间输运等问题,严重制约了钙钛矿单晶薄膜光电探测器的性能。为此,本文通过引入模板剥离法工艺技术,在钙钛矿单晶薄膜两侧分别蒸镀功能层材料,制备了结构为Cu/BCP/C₆₀/MAPbBr₃/MoO₃/Ag的钙钛矿单晶薄膜光电探测器。基于模板剥离法,两侧蒸镀的功能层与钙钛矿单晶薄膜接触紧密,将有效改善载流子的注入和传输;同时,优化的器件结构以及考虑能带匹配等因素可实现高灵敏、响应快速的钙钛矿单晶薄膜光电探测器。改进后器件的开关比高达3.1×10³,响应度可达7.15 A/W,探测率为5.39×10¹² Jones,...     

修饰阴极界面提高聚合物白光二极管发光效率

利用聚合物的不同溶解性,研究用旋涂方法制备双层高分子白光二极管(WPLED),采用器件结构为：ITO/PEDOT(50nm)/PVK:PFO-BT: PFO-DBT(40nm)/PFO(40nm)/Ba(4nm) /Al(120nm),当相对比例为PVK: PFO-BT:PFO-DBT=1∶4%：3%时,得到标准白光,最大电流效率为2.4 cd/A,最大亮度为3215 cd/m²,色坐标为(0.33,0.34).用水溶性的聚电介质层修饰阴极界面,器件效率可以进一步提高到5.28 cd 关键词： 聚合物发光二极管 白光 双发光层结构     

基于铱配合物材料的高效高稳定性有机发光二极管

使用基于重金属Ir的新磷光材料(tpbi)₂Ir(acac)，制备了多层结构有机发光二极管器件: ITO/CuPc (40 nm)/α-NPD (45 nm)/CBP: (tpbi)₂Ir(acac) (3%, 30nm)/BCP(20 nm)/Alq₃ (20 nm)/LiF (1 nm)/Al (100 nm).测试了材料的寿命、光谱吸收性质和器件的I-V-L特性.器件在低电压下电流符合热发射注入模型，高电压下I-V呈线形关系.不同偏压下器件发光光谱稳定，多峰拟合结果表明器件光谱由α-NPD发光峰(450 nm)，(tpbi)₂Ir(acac)主发光峰(518 nm)和肩峰(543 nm)构成.驱动电压为6 V时，器件效率达到最大12.1 lm/W，此时亮度为136 cd/m²，器件亮度最大为13500 cd/m²，此时效率为0.584 lm/W. 关键词： 有机发光二极管 磷光 效率 I-V-L特性')" href="#">I-V-L特性 光谱     

衬底钝化处理对CsPbBr3 量子点薄膜发光稳定性影响

钙钛矿量子点因具有发光谱线窄、发光效率高、发光波长可调谐等优异的光学性能,在照明、显示、激光和太阳能电池等领域得到了广泛研究。然而,钙钛矿材料的稳定性问题,一直制约着其在光电器件中的应用。其中,钙钛矿材料在空气中受潮易分解的不稳定性尤为突出,这将严重影响其发光性质。为此,研究人员采用多种手段来改善钙钛矿材料的稳定性。目前,常见的方法是将一些具有疏水性的聚合物材料（例如POSS,PMMA等）引入到钙钛矿纳米晶中,或将钙钛矿纳米晶嵌入到介孔二氧化硅材料中,避免钙钛矿纳米晶暴露于空气中破坏其结构,以此来增强钙钛矿材料的发光稳定性。此外,钝化处理钙钛矿纳米晶表面,也是改善钙钛矿发光稳定性的一种常用方法。这些方法虽然在一定程度上可以改善钙钛矿的发光稳定性,但是在与有机物合成的过程中不免会引入其他有机官能团,介孔二氧化硅的引入,其处理方式相对复杂,而对钙钛矿纳米晶表面的钝化处理会破坏材料的原有结构。以上问题,都会影响钙钛矿的发光性质,不利于其在光电器件中的应用。硅（Si）具有低成本、大尺寸、高质量、导电好等优点,常被选作钙钛矿量子点光电器件的衬底材料。但是,由于Si衬底长时间暴露于空气,其表面易形成一层具有硅烷醇基团（Si-OH）的亲水性薄膜,这将对硅基钙钛矿器件的稳定性产生影响。因此,对Si表面进行钝化处理,破坏其表面Si-OH键,可以降低衬底表面的亲水性,增强疏水性,从而提高钙钛矿材料在器件中的稳定性。本研究使用氢氟酸（HF）对Si衬底表面进行钝化处理,发现钝化处理后的Si衬底表面与水的接触角由50.4°逐渐增大至87.7°,表明Si衬底表面由亲水性逐渐转变为疏水性。利用场致发射扫描电子显微镜(FE-SEM)测试发现,钝化处理后的Si衬底表面变粗糙,并且其表面上的CsPbBr₃量子点(CsPbBr₃ QDs)相对于未处理表面的分散性较好。利用光致发光(PL)光谱研究不同钝化处理时间的Si衬底表面上的CsPbBr₃ QDs薄膜的发光性质。其中,处理与未处理的Si衬底表面上CsPbBr₃QDs薄膜的PL积分强度随功率变化拟合值分别为1.12和1.203,表明其发光机制为激子发光。温度依赖性的PL光谱分析显示,随着温度的升高（10～300 K）,由于晶格热膨胀使CsPbBr₃ QDs带隙增大,发光峰位逐渐蓝移。并且,随着衬底钝化处理时间的增加,CsPbBr₃ QDs薄膜的发光热稳定性逐渐增强,最佳热稳定性可达220 K。而时间依赖性的PL光谱则进一步说明,钝化处理后的Si衬底表面CsPbBr₃QDs薄膜发光的时间稳定性逐渐增强,最高发光时间稳定性可达15 d。因此,通过简单而有效的对Si衬底表面进行钝化处理,可以有效减少了Si表面亲水基团,提高CsPbBr₃QDs薄膜的发光稳定性,为增强钙钛矿量子点在光电器件中的稳定性应用提供了新的研究思路。