南信大&东南大学《AOM》：实现高效稳定蓝色钙钛矿量子点LED

当前，人们已经实现了高效的绿色和红色钙钛矿量子点发光二极管（PEQDLED）。然而，蓝色PEQDLED，特别是那些波长相对较短（<470nm）符合蓝色标准的LED，一直难以与红色和绿色对应物的高效率和稳定性相匹配。当前存在主要的关键问题是低光致发光量子产率（PLQY）和PEQD的稳定性差，以及不利的器件结构。

日前，来自南京信息工程大学和东南大学等单位的研究人员开发了在CsPb（Br1.8Cl1.2）中共掺杂Mn2+和Ni2+的策略，以钝化缺陷。同时，提高了PEQD的价带位置以减少空穴注入势垒。最终制备的器件显示出3.31%的最大外部量子效率（EQE），发射峰值位于469 nm，寿命超过8分钟。该工作为实现高效稳定的纯蓝色PEQDLED提供了新途径。相关论文以题目为“A Synergetic Codoping Strategy Enabling Performance Improvement of Pure-Blue Perovskite Quantum Dots Light-Emitting Diodes”发表在Advanced Optical Materials期刊上。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/adom.202102569

所有无机卤化铅钙钛矿量子点（PEQD）由于其优异的性能，如高光致发光量子产率（PLQY）、高吸收，已成为包括太阳能电池、放大激光、发光二极管（LED），和光电探测器在内的广泛光电应用最有前景的材料之一。对于LED，具有绿色和红色发射的最先进钙钛矿量子点LED（PEQDLED）显示出超过20%的外部量子效率（EQE）。然而，蓝色PEQDLED的性能严重落后于绿色和红色对应物，类似于有机发光二极管（OLED）和硫属化物基QLED的发展。尽管天蓝色LED的EQE已快速提高了10%以上，该波长范围无法满足国家电视系统委员会（NTSC）标准（纯蓝色：460–470nm）。

尽管蓝色PEQDLED取得了这些进展，但进一步提高蓝色PEQDDED的性能以满足NTSC标准仍然是一个巨大的挑战。除了器件效率之外，这些蓝色PEQDLED的另一个问题是它们的寿命非常短，在几秒或几分钟的范围内。蓝色PEQD LED的性能差被认为是由于低PLQY和PEQD稳定性差造成的。同时，与绿色和红色PEQD相比，蓝色PEQD的更深的价带最大值（VBM）阻碍了空穴注入，导致由于不平衡的载流子注入导致蓝色PEQDLED的性能较差。

在过去几年中，广泛的研究表明，用目标离子掺杂PEQD可以调节晶体结构、电子结构和光电性能，从而提高器件性能。PEQD的掺杂（以ABX3的形式）包括A位、B位和X位掺杂。最近特别感兴趣的是B位掺杂，因为它可以调节ABX3 PEQD的光学和光电特性，并降低铅离子引起的毒性。例如，先前的研究已经证明，将锰离子（Mn2+）掺杂到CsPbCl3 PEQD中可以导致PLQY的显著增加，同时由于Mn2+能量转移和发射的贡献引入红色发射。迄今为止的掺杂策略大多只关注单离子掺杂，很少报道多离子掺杂对PEQD激子复合和稳定性的影响。（文：爱新觉罗星）

图1：TEM、HRTEM、XRD、HAADF图像。

图2. PL光谱、吸收光谱、PLQY、PL衰减曲线。

图3. 器件数据

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