În ciuda dezvoltării rapide a diodelor emițătoare de lumină (LED-uri) bazate pe nanocristale perovskite emergente (PENCs), este încă dificil să se realizeze dispozitive integrate de înaltă eficiență și luminozitate ridicată datorită liganzilor izolanți cu lanț lung utilizați de PENCs.
Aici, cercetătorii de la UESTC și alte unități au dezvoltat PENC-uri cu bromură de plumb formamidină foarte luminescente și stabile, acoperite cu liganzi aromatici scurti cu acid 2-naftalensulfonic (NSA) proiectați rațional, pentru a fi utilizați în LED-uri. În comparație cu liganzii de acid oleic utilizați în mod obișnuit, moleculele de NSA nu numai că au menținut proprietățile de suprafață ale PENS în timpul procesului de purificare, dar au îmbunătățit semnificativ și proprietățile electrice ale stratului emisiv asamblat, asigurând injectarea / transportul eficient al sarcinii în dispozitiv. Electroluminiscența celui mai bun LED rezultat arată o luminozitate ridicată de 67115 cd cm-2 și o eficiență cuantică externă de vârf de 19,2%.
Lucrarea aferentă a fost publicată în revista ACS Energy Letters cu titlul "Diode perovskite emițătoare de lumină de înaltă luminozitate bazate pe nanocristale FAPbBr3 cu liganzi aromatici proiectați rațional".
Nanocristalele perovskite cu halogenuri metalice (PENCs) au apărut recent ca candidați pentru diode (LED-uri) cu emisii de lumină (LED-uri) cu costuri reduse și de înaltă performanță. PENCs-urile de înaltă calitate cu randament cuantic de luminescență aproape de unitate (PLQY) pot fi obținute în condiții ușoare de sinteză datorită proprietății lor unice de toleranță ridicată la defecte. În plus, emisia de lumină a PENC-urilor prezintă o tonabilitate largă și o linie de emisie îngustă în întregul spectru vizibil, rezultând o gamă de culori ultra-largă care acoperă aproximativ 100%. Acest lucru îl face cel mai bun candidat pentru aplicațiile de afișare de înaltă rezoluție.
În ultimii ani, cu cercetări ample privind sinteza materialelor și pasivarea suprafeței PENCs, eficiența cuantică externă (EQE) a LED-urilor înrudite a crescut rapid de la aproximativ 0,1% la valori ridicate de peste 20%, ceea ce este comparabil cu tehnologiile de luminescență comercială. În ciuda progreselor impresionante în realizarea LED-urilor de înaltă eficiență bazate pe PENS, majoritatea dispozitivelor de ultimă generație au un EQE ridicat integrat sau deloc în sistem și luminozitate ridicată. Acest lucru este limitat în principal de injecția/transportul cu sarcină slabă în dispozitiv, care provine din proprietățile izolatoare ale liganzilor organici cu lanț lung utilizați în mod obișnuit în PENCs.
Pentru a regla proprietățile de suprafață ale PENCs, în plus față de oleylamine cu lanț lung utilizate în mod obișnuit și acid oleic (OA), o serie de liganzi alternative au fost explorate și multe strategii utile post-sinteza ligand management au fost dezvoltate. Cu toate acestea, datorită legarea liganzilor extrem de dinamici și a structurii cristaline ionice a perovskiților, proprietățile de suprafață și integritatea structurală a PENC-urilor sunt foarte sensibile la mediul chimic înconjurător în timpul sintezei coloidale și post-procesării, ceea ce face ca realizarea ingineriei ligandelor raționale a PENC-urilor să fie extrem de ridicată. Provocatoare. Prin urmare, liganzii de suprafață adecvați care pot menține eficiența luminoasă ridicată și stabilitatea coloidală excelentă a PENC-urilor, asigurând în același timp proprietățile electrice eficiente ale stratului emisiv rezultat, sunt cruciale pentru îmbunătățirea viitoare a performanței LED-urilor aferente.
În această lucrare, autorii raportează un LED de înaltă luminozitate, de înaltă eficiență, bazat pe bromură de plumb pură emițătoare de plumb (FAPbBr3), dezvăluind schimbul eficient de liganzi și / sau compensarea PENS în timpul purificării facile folosind solvenți care conțin NSA , îmbunătățind astfel stabilitatea soluției coloidale și a PLQY-urilor înalte. În plus, straturile emisive asamblate ale CPS-urilor AINS prezintă proprietăți bune de transport al încărcăturii, care pot proveni din cuplarea puternică a CPM-urilor induse de moleculele de ANS. Prin încorporarea unui emițător optimizat NSA FAPbBr3 într-un LED complet, dispozitivul prezintă un vârf de electroluminiscență verde (EL) la 532 nm, cu o lățime de jumătate de înălțime (fwhm) de aproximativ 21 nm, corespunzător coordonatelor Comisiei Internaționale pentru Iluminare (CIE) (0,19,0,77), culoarea primară verde.
Fig.1 Sinteza și caracterizarea materialelor
Figura 2 Proprietățile de legare ligand ale PENCs
Figura 3 Caracteristicile dispozitivului cu un singur suport
Figura 4 LED-uri bazate pe nanocristale perovskite FAPbBr3
