U području perovskitnih elektroluminiscentnih uređaja (PeLED), izvedba plavih elektroluminiscentnih uređaja zaostaje za drugim sličnim uređajima zbog nedostatka metoda izrade. Ovdje su istraživači s Pekinškog tehnološkog instituta, Dalian Research Institute of Chemical Physics, Kineske akademije znanosti i Šangajskog instituta primijenjene fizike, Kineske akademije znanosti koristili 2-feniletilamin bromid (PEABr) i 3,3-difenilpropilamin bromid (DPPABr) . ) miješanih liganada za pripremu nanokristalnih filmova CsPbClBr2 in situ. Miješanje dva liganda zajedno rezultiralo je snažnom emisijom plave svjetlosti na 470 nm s kvantnim prinosom fotoluminiscencije čak 60 posto zbog formiranja uske distribucije širine kvantne jame. Na temelju toga dobiven je visoko učinkovit uređaj plavog perovskita s maksimalnom vanjskom kvantnom učinkovitošću od 8,8 posto na 473 nm.
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.
Općenito, spektralna modulacija emitera tipa perovskita- može se postići podešavanjem sastava, veličine i/ili veličine. Smanjenjem veličine masivnih perovskita ili uvođenjem miješanih halogenida, uspješno su pripremljeni trodimenzionalni nanokristali perovskita s plavom emisijom. Međutim, problemi učinkovitosti i stabilnosti plavih elektroluminiscentnih uređaja temeljenih na tako malim-nanokristalima perovskita uglavnom su posljedica kompliciranog pročišćavanja i odvajanja faza.
Druga strategija za postizanje visokoučinkovitih plavih PeLED-ova visoke učinkovitosti je izgradnja kvazi-dvodi-dimenzionalnih (kvazi-2D) perovskitnih struktura s više kvantnih jama. Svojstva fotoluminiscencije (PL) ovih kvazi-2D perovskita usko su povezana s prijenosom energije s malih na velike n domene. Utvrđeno je da je ravna kvazi-2D raspodjela širine kvantne jame perovskita (QWD) ključna za olakšavanje transporta nosača i smanjenje dodatnog gubitka energije za realizaciju fotonaponskih uređaja visokih performansi. Međutim, učinak QWD na EL uređaje je manje proučavan.
Poznato je da se QWD može kontrolirati podešavanjem omjera smjesa prekursora ili inženjeringom liganda. Ovdje je pokazano da je uporaba dualnih liganada učinkovita strategija za kontrolu QWD CsPbClBr2 nanokristalnih filmova pripremljenih in situ. 2-feniletilamin bromid (PEABr) je učinkovit ligand za formiranje malih n domena, dok je 3,3-difenilpropilamin bromid (DPPABr) učinkovit ligand za stvaranje velikih n vrijednosti. Razuman izbor omjera dva liganda može suziti QWD sa središnjom dominacijom n=4.
Ova učinkovita kontrola veličine olakšava učinkovit prijenos energije, što rezultira snažnom emisijom plave svjetlosti na valnoj duljini 470 nm s kvantnim prinosom PL (PLQY) čak 60 posto. Korištenje dualnih liganada sa sklonošću formiranju malih n domena i velikih n domena je svestrana strategija za postizanje uskog QWD za poboljšana svojstva PL. Na temelju optimiziranih tankih filmova pripremljenih miješanjem PEABr i DPPABr, na valnoj duljini od 473 nm dobiven je uređaj visoke{2}}plave elektroluminiscencije s maksimalnim EQE od 8,8 posto. (Tekst: Aisin Gioro Star)
Slika 1. Strukturne karakteristike CsPbClBr2 nanokristalnih tankih filmova. Shematski dijagram in-procesa pripreme nanokristalnih tankih filmova CsPbClBr2 in situ. Proučavan je odnos između integralnog intenziteta q GIWAXS uzorka nanokristalnih filmova CsPbClBr2 s različitim omjerima DPPABr i PEABr.
Slika 2. Optička mjerenja CsPbClBr2 nanokristalnih tankih filmova. Proučavani su stacionarni-spektri fotoluminiscencije, apsorpcijski spektri i b-PLQY nanokristalnih filmova CsPbClBr2 s različitim omjerima DPPABr i PEABr.
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.
