Perovskite elektrominesans cihazları (PeLED'ler) alanında, mavi elektrominesans cihazların performansı, üretim yöntemlerinin olmaması nedeniyle diğer benzer cihazların gerisinde kalmaktadır. Burada, Pekin Teknoloji Enstitüsü, Dalian Kimyasal Fizik Araştırma Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi ve Çin Bilimler Akademisi Şanghay Uygulamalı Fizik Enstitüsü'nden araştırmacılar, 2-feniletilamin bromür (PEABr) ve 3,3-difenilpropilamin bromür (DPPABr) kullandılar. . ) yerinde CsPbClBr2 nanokristal filmler hazırlamak için karışık ligandların. İki ligandın birlikte karıştırılması, dar bir kuantum kuyu genişliği dağılımının oluşması nedeniyle yüzde 60'a varan bir fotolüminesans kuantum verimi ile 470 nm'de güçlü bir mavi ışık emisyonu ile sonuçlandı. Bu temelde, 473 nm'de yüzde 8,8 maksimum harici kuantum verimliliğine sahip yüksek verimli bir mavi perovskit cihazı elde edildi.
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.
Genel olarak, perovskite-tipi emitörlerin spektral modülasyonu, kompozisyon, boyut ve/veya boyut ayarlanarak gerçekleştirilebilir. Toplu perovskitlerin boyutunu küçülterek veya karışık halojenürler ekleyerek, mavi emisyonlu üç-boyutlu perovskite nanokristaller başarıyla hazırlandı. Bununla birlikte, bu tür küçük -boyutlu perovskite nanokristallere dayalı mavi elektrominesanslı cihazların verimlilik ve kararlılık sorunları, esas olarak karmaşık saflaştırma ve faz ayrımından kaynaklanmaktadır.
Yüksek-verimli mavi PeLED'ler elde etmek için başka bir strateji, birden çok kuantum kuyusu ile yarı-iki-boyutlu (yarı-2D) perovskite yapılar inşa etmektir. Bu yarı-2D perovskitlerin fotolüminesans (PL) özellikleri, küçükten büyüğe n alanlarından enerji transferi ile yakından ilişkilidir. Düz bir yarı-2D perovskite kuantum kuyu genişlik dağılımının (QWD), taşıyıcı taşınmasını kolaylaştırmak ve yüksek performanslı fotovoltaik cihazları gerçekleştirmek için ek enerji kaybını azaltmak için gerekli olduğu bulunmuştur. Ancak, QWD'nin EL cihazları üzerindeki etkisi daha az çalışılmıştır.
QWD'nin öncü karışımların oranını ayarlayarak veya ligand mühendisliği ile kontrol edilebileceği bilinmektedir. Burada, yerinde hazırlanan CsPbClBr2 nanokristal filmlerin QWD'sini kontrol etmek için ikili ligandların kullanımının etkili bir strateji olduğu gösterilmiştir. 2-Feniletilamin bromür (PEABr), küçük n alanları oluşturmak için etkili bir ligand iken, 3,3-difenilpropilamin bromür (DPPABr), büyük n değerleri oluşturmak için etkili bir liganddır. İki ligand oranının makul bir seçimi, n=4 merkezi hakimiyeti ile QWD'yi daraltabilir.
Bu verimli boyut kontrolü, verimli enerji transferini kolaylaştırır ve yüzde 60'a varan PL kuantum verimi (PLQY) ile 470 nm dalga boyunda güçlü mavi ışık emisyonu sağlar. Küçük n alanları ve büyük n alanları oluşturma eğilimi olan çift ligandları kullanmak, gelişmiş PL özellikleri için dar QWD elde etmek için çok yönlü bir stratejidir. PEABr ve DPPABr karıştırılarak hazırlanan optimize edilmiş ince filmler temelinde, 473 nm dalga boyunda maksimum EQE'si yüzde 8.8 olan yüksek-verimli bir mavi elektrolüminesans cihazı elde edildi. (Metin: Aisin Gioro Star)
Şekil 1 CsPbClBr2 nanokristalin ince filmlerin yapısal özellikleri. CsPbClBr2 nanokristalin ince filmlerin yerinde hazırlama sürecinin şematik diyagramı. Farklı DPPABr ve PEABr oranlarına sahip CsPbClBr2 nanokristal filmlerin GIWAXS modelinin integral yoğunluğu q arasındaki ilişki incelenmiştir.
Şekil 2 CsPbClBr2 nanokristal ince filmlerin optik ölçümleri. Farklı DPPABr ve PEABr oranlarına sahip CsPbClBr2 nanokristal filmlerin sabit-hal fotolüminesans spektrumları, absorpsiyon spektrumları ve b-PLQY'leri incelenmiştir.
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.
