2024年12月23日
星期一
近日，合肥工业大学材料科学与工程学院蒋阳教授课题组在钙钛矿量子点电致发光器件（QLED）领域取得了记录效率的突破，相关研究成果“Enriched-bromine surface state for stable sky-blue spectrum perovskite QLEDs with an EQE of 14.6%”发表在国际材料领域著名期刊Advanced Materials，（Adv. Mater. 2022, 2205092）。
量子点电致发光二极管（QLED）被认为是下一代新型显示技术的关键，其中钙钛矿量子点由于高缺陷容忍性、带隙可调、窄半峰宽以及可溶液处理等优点使其在LED显示技术领域有着广阔的应用前景。然而，其表面空位以及氯元素引起的表面缺陷导致蓝光钙钛矿量子点荧光量子产率低和稳定性差，相应的蓝光QLED的外量子效率以及光谱稳定性相比较于绿光和红光钙钛矿QLED存在着巨大的差距，制约着全光谱发射钙钛矿QLED显示技术的发展和应用。
针对上述问题，合工大蒋阳教授课题组材料物理与化学专业博士生朱汉文和童国庆教授与苏州大学FUNSOM唐建新教授课题组合作，创造性的提出一种富集溴的钙钛矿量子点表面态的策略，该策略采用基于镉离子掺杂的钙钛矿量子点的溴化铅原液进行阴离子交换。研究发现掺杂的镉离子有效地降低外部溴离子填充至卤素空位的形成能，溶液中过量的游离溴离子通过以卤素空位为位点锚定富集在表面，同时进行表面长链配体交换，从而形成富含溴离子的表面态。这种表面态对钙钛矿量子点的表面缺陷表现出良好的钝化效果，增加了激子结合能，从而表现出优异的光学性能和稳定性。以此为基础制备的天蓝光钙钛矿 QLED（490 nm）获得创纪录的14.6%的外部量子效率和 19.9 cd/A的电流效率。在3到7 V的恒定工作电压下电致发光光谱没有偏移，表现出很好的稳定性。本工作有效地提升了钙钛矿量子点蓝光器件外量子效率以及稳定性，为全光谱钙钛矿量子点QLED 的发展提供了有效的解决思路，有利于推动其商业化应用。
上述研究得到国家自然科学基金，安徽省重点研发计划，黄山学者优秀青年人才计划，苏州纳米科学与技术协同创新中心的支持，合肥工业大学为论文第一署名单位，合肥工业大学博士生朱汉文为论文第一作者，蒋阳教授、童国庆教授与苏州大学唐建新教授为论文共同通讯作者。
图1. 镉掺杂钙钛矿量子点的合成以及离子交换的表征及原理探究
图2. 以钙钛矿量子点为发光层制备的天蓝光电致发光器件的性能研究
原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202205092.
新闻链接：http://news.hfut.edu.cn/info/1011/49601.htm
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