高效绿光钙钛矿发光二极管研究进展

钙钛矿发光二极管具有发光效率高、色纯、发光波长在可见光区间连续可调等优点,近来成为研究前沿热点.作为人眼最为敏感的波段,绿光发射的钙钛矿发光二极管对于白光照明和平板显示具有重要意义,得到了科研人员的广泛关注.本文主要介绍绿光钙钛矿发光二极管的发展历史、钙钛矿材料和发光二极管器件的基本结构以及提升绿光钙钛矿发光二极管效率的主要方法.最后本文对未来绿光钙钛矿发光二极管可能的发展方向进行了简要的预测,以期对未来该领域的研究提供一些思路.     

基于金属卤化物钙钛矿材料的高效发光二极管

金属卤化物钙钛矿半导体既在光伏器件研究中获得巨大进展,又在发光应用中体现出明显优势。金属卤化物钙钛矿半导体的荧光转化效率高、发光峰形窄、发射光谱可调控并可覆盖整个可见光范围,从而使得该类材料所制备的发光二极管有望满足下一代显示技术应用的性能要求。文章在简要叙述发光二极管基本原理的基础上,分别介绍了钙钛矿材料的结构和荧光特性、钙钛矿发光二极管的电致发光特性,以及钙钛矿发光二极管进入实际应用所必须解决的器件寿命、离子迁移和光谱不稳定性等主要技术问题,最后讨论了钙钛矿发光技术所面临的机遇和挑战。     

有机添加剂在金属卤化钙钛矿发光二极管中的应用

近年来,金属卤化钙钛矿凭借其优异的光电特性以及可低成本溶液加工的优势得到了学界的广泛关注,成为了光电子领域的研究热点,其中,钙钛矿发光二极管是该领域的一大重要研究方向.由于钙钛矿材料具有荧光量子效率高、带隙连续可调、发光半峰宽窄等优点,钙钛矿发光二极管在短短5年时间内,实现了外量子效率从不足1%到超过20%的重大突破,成为了发展速度最快的发光技术.在这5年的发展历程中,学界主要集中于解决如何实现钙钛矿成膜和结晶过程的控制、如何提高钙钛矿薄膜的荧光量子效率,以及如何改善钙钛矿发光二极管的稳定性等问题.而在众多解决方案中,有机添加剂的使用被认为是一种简单且有效的策略.本文通过文献综述,回顾了有机添加剂在钙钛矿发光二极管领域的整体发展和应用情况,并着重讨论了小分子与聚合物添加剂在钙钛矿中的具体作用,最后分析了当前钙钛矿发光二极管面临的问题,并对其未来发展进行了展望.     

柔性钙钛矿发光二极管研究进展

钙钛矿发光二极管（PeLEDs）以其优异的光电性能和简单的制备工艺，成为柔性可穿戴电子产品及照明和显示领域的潜在候选者。然而，以高性能、高柔性和新兴应用为目标的柔性钙钛矿发光二极管（FPeLEDs）的发展仍面临许多挑战。本文主要介绍了近年来FPeLEDs领域的相关研究工作以及各功能层的优化方法，总结了目前该领域发展面临的主要问题，并对其未来的发展进行展望，有望为未来FPeLEDs在新兴领域中的开发应用提供系统的理解和有价值的启发。     

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。     

新型添加剂使钙钛矿LED更稳定高效

<正>在1月16日出版的《自然·光子学》杂志上,美国普林斯顿大学研究人员发表论文称,他们开发出一种新技术,通过添加有机卤化铵,制造出了成本更低、效率更高且性能更稳定的钙钛矿发光二极管(LED)。过去10年来,LED的应用越来越广,其节能、环保、寿命长、体积小,但制造成本也相对较高,降低     

高效率钙钛矿量子点发光二极管研究进展

钙钛矿量子点具有光致发光量子产率高、发光光谱可调、光谱宽度窄、缺陷容忍度高以及独特的量子限域效应等优点,因此成为研制新型高效率发光二极管(LED)的热门材料。本文介绍了近几年基于钙钛矿量子点LED的研究最新进展。首先,介绍了钙钛矿量子点独特的晶体结构及钙钛矿发光器件的工作原理。然后,阐述了合成高光致发光量子产率(PLQY)量子点的方法及提高钙钛矿量子点LED效率的若干方法。最后,分析了当前钙钛矿量子点LED所面临的挑战如不稳定性及毒性,以及可应用在显示和照明方面的高效率LED所展现的前景。本综述为研制更高效率以及更加安全的钙钛矿量子点发光器件提供了有益的见解。     

基于离子化合物的高性能钙钛矿发光二极管

金属卤化物钙钛矿因其颜色可调、颜色纯度高、光电性能好而备受关注,因而广泛应用于显示、照明等领域.近年来,对于钙钛矿发光二极管(perovskite light emitting doides, PeLEDs)的研究也越来越热门,要获得高性能PeLEDs,其发光层-钙钛矿薄膜的质量是关键因素之一.本工作采用离子化合物四苯基氯化膦(tetraphenylphosphinium chloride, TPPCl)作准二维钙钛矿薄膜的添加剂,制作了具有双电子传输层的高性能准二维PeLEDs.其最佳器件的最大亮度(25285 cd/m²)、最大电流效率(65.9 cd/A)和最大外量子效率(17.3%)分别是控制器件的4.1, 7.2和7.2倍.通过对其光电性能提高的物理机理进行研究,发现TPPCl的引入不仅可以提高钙钛矿薄膜的质量,减少缺陷,还可以调节结晶相的分布,从而更好地将激子限制在发光层中,最终在能量漏斗效应的辅助下获得更好的光致发光和电致发光性能.     

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(MAP...     

蓝光钙钛矿发光二极管:机遇与挑战

基于金属卤化物钙钛矿材料制备的发光二极管(LED)发展迅速,短短五年内,近红外、红光和绿光钙钛矿发光器件的外量子效率均超过了20%,在显示与照明领域展示出很好的应用前景.然而,蓝光钙钛矿LED的性能相对较差,制约了钙钛矿LED在全色显示领域的应用.目前,实现钙钛矿蓝光主要有两种方式,一种是基于卤素掺杂的组分工程,另一种是基于量子限域效应的维度调控.本文主要介绍了基于这两种方法的蓝光钙钛矿LED的发展历程,讨论了蓝光钙钛矿LED面临的主要问题,并对如何提升蓝光钙钛矿LED性能进行展望.     

钙钛矿发光二极管光提取性能增强的研究进展

钙钛矿发光二极管具有色纯度高,发光层材料带隙可调等优点,目前其外量子效率已经超过20%,在平板显示和照明领域有很好的商业化前景.然而,同有机发光二极管类似,钙钛矿发光二极管同样存在衬底模式、表面等离子体模式、波导模式引起的内部损耗问题,在一定程度上限制了钙钛矿发光二极管的性能提升.因此,需要优化器件的材料和几何结构以获得更好的膜间光学导纳匹配,改善钙钛矿发光二极管光提取效率以增强器件的发光性能.当前,通过改变电极材料、增加等离子体激元、引入微纳结构以及优化钙钛矿薄膜和器件结构,可以增强钙钛矿发光二极管光提取效率,通过增强光提取效率后的钙钛矿发光二极管外量子效率可达28.2%,电流效率可达88.7 cd/A.本文针对钙钛矿发光二极管材料与结构的改变,从以上四个方面进行重点阐述.此外,进一步分析了这四种方法在提升器件光提取效率方面存在的优点和面临的问题,从而为钙钛矿发光二极管的制备和优化提供一定的借鉴.     

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%。     

次磷酸增强的准二维钙钛矿天蓝色发光器件

提高蓝光器件的性能是钙钛矿发光器件实用化进程中亟待解决的问题。本文研究了次磷酸添加剂对混卤素二元长链胺准二维钙钛矿材料形貌、结晶性和光物理特性的影响。结果表明:次磷酸添加剂能改善钙钛矿薄膜的结晶性,促进发光相的形成,有效钝化缺陷和促进电荷传输。制备的准二维钙钛矿天蓝色发光器件的最大外量子效率为7.9%,最大亮度为7300 cd/m²,分别约为未添加次磷酸器件的4.2倍和2.9倍,同时器件的驱动稳定性也有一定程度的提高。     

葡萄糖作钝化剂的绿光多晶薄膜钙钛矿发光二极管

金属卤化物钙钛矿发光二极管具有颜色可调、色纯度高、光谱稳定性好等优点,成为近年来的研究热点。溶液加工的多晶薄膜钙钛矿发光二极管制备工艺简单且成本低,但结晶过程中容易形成缺陷,进而影响器件性能。本文提出采用低成本的葡萄糖作为钝化剂,制备多晶薄膜钙钛矿发光二极管,葡萄糖的加入有效抑制了器件中缺陷诱导非辐射复合损失。在葡萄糖浓度为0.2 mol·L^-1时,缺陷钝化效果最佳,器件的最大亮度达到11 840 cd·m^-2,最大电流效率为7.89 cd·A^-1,光谱稳定性及色纯度好,且表现出较好的重复性。本文为多晶薄膜钙钛矿发光二极管中缺陷的钝化提供了简单而有效的方法。     

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...     

高效氮化稼发光二极管

法国冈市的RTC实验室和应用物理及电子学实验室联合研制成功高效的绿色和蓝色氮化镓(GaH)发光二极管。在蓝宝石衬底上相继生长n型掺杂的GaN层和p型掺杂的GaN层。制得的蓝色发光二极管外     

高效钙钛矿太阳电池的研究进展

具有钙钛矿结构的新型光吸收材料CH3NH3PbX3被引入染料敏化太阳电池体系以后,电池效率取得重大突破,引发了科学界对钙钛矿太阳电池研究的极大兴趣。目前,为了进一步提高这种钙钛矿太阳电池的效率和深入理解其工作机理,太阳电池研究者们正在不断地工作和探索。文章简述了钙钛矿型化合物的基本性质,回溯了这种新型太阳电池的效率提升直至突破15%的研究历史,介绍了近期这一领域国内外研究组的一些重要工作,并对这种高效新型钙钛矿太阳电池的未来发展进行了展望。     

锡基钙钛矿的研究进展及其在发光二极管中的应用

卤化铅钙钛矿由于具有高吸收系数、高载流子迁移率、高缺陷容忍度和高光致发光效率等优越的光电子性能,近年来引起了人们的广泛关注.然而,可能阻碍其商业应用的关键是铅元素的存在引起的毒性问题.为了解决这一毒性问题,谨慎而有策略地用其他无毒候选元素替代Pb2+是一个很有前途的方向.锡具有和铅相似的结构和性质,是目前最有希望替代铅...     

利用PNA添加剂来调控钙钛矿薄膜结晶和覆盖率实现高效太阳能电池

钙钛矿薄膜形貌的控制是一个提高太阳能电池能量转换效率的关键问题,而引入添加剂是解决这一问题的一种有效而简便的方法。利用聚丙烯腈（PNA）作为CH₃NH₃PbI₃前驱体溶液溶剂添加剂,通过其浓度可以调控钙钛矿薄膜结晶和表面的覆盖率。本文通过SEM、XRD以及UV-Vis研究了PNA掺杂CH₃NH₃PbI₃钙钛矿薄膜后的表面形貌、结晶度和光学性能的变化。结果表明,通过添加少量的PNA可以优化钙钛矿薄膜的性能,其强烈影响薄膜的结晶过程,有助于形成均匀连续的薄膜,减少针孔,从而增强了钙钛矿层的覆盖率和光吸收。当PNA 的含量为1%（质量分数）时,钙钛矿太阳能电池的各项性能最佳,能量转换效率达到了8.38%。与未加PNA 的电池效率（1.31%） 相比,提高了540%。这些结果表明,PNA可以有效调控钙钛矿薄膜的晶体生长和薄膜形貌,在钙钛矿太阳能电池的大规模生产过程中是一种可以改善钙钛矿薄膜质量的有效添加剂。