Trotz der rasanten Entwicklung von lichtemittierenden Dioden (LEDs) auf der Grundlage neuer Perowskit-Nanokristalle (PENCs) ist es immer noch eine Herausforderung, integrierte Geräte mit hoher-Effizienz und hoher-Helligkeit zu erreichen die isolierenden langkettigen Liganden, die von PENCs verwendet werden.
Hier entwickelten Forscher von UESTC und anderen Einheiten stark lumineszierende und stabile Formamidin-Bleibromid-PENCs, die mit rational entworfenen kurzen aromatischen 2-Naphthalinsulfonsäure (NSA)-Liganden für den Einsatz in LEDs verschlossen sind. Im Vergleich zu den üblicherweise verwendeten Ölsäureliganden behielten die NSA-Moleküle nicht nur die Oberflächeneigenschaften von PENS während des Reinigungsprozesses bei, sondern verbesserten auch die elektrischen Eigenschaften der zusammengesetzten Emissionsschicht erheblich, wodurch eine effiziente Ladungsinjektion/-transport im Gerät sichergestellt wurde. Die Elektrolumineszenz der resultierenden besten LED zeigt eine hohe Helligkeit von 67115 cd cm-2 und eine externe Spitzenquanteneffizienz von 19,2 Prozent.
The related paper was published in the journal ACS Energy Letters with the title "High-Brightness Perovskite Light-Emitting Diodes Based on FAPbBr3 Nanocrystals with Rationally Designed Aromatic Ligands".
Metallhalogenid-Perowskit-Nanokristalle (PENCs) haben sich kürzlich als Kandidaten für kostengünstige-hochleistungsfähige licht-Dioden (LEDs) herauskristallisiert. Hochwertige-PENCs mit einer Lumineszenzquantenausbeute (PLQY) von nahe- einer Einheit können aufgrund ihrer einzigartigen hohen Fehlertoleranz-eigenschaft unter milden Synthesebedingungen erhalten werden. Darüber hinaus weist die Lichtemission von PENCs eine breite Einstellbarkeit und eine schmale Emissionslinienbreite über das gesamte sichtbare Spektrum auf, was zu einem ultra-breiten Farbumfang führt, der etwa 100 % abdeckt. Dies macht es zum besten Kandidaten für Anwendungen mit- hochauflösenden Displays.
In den letzten Jahren ist die externe Quanteneffizienz (EQE) verwandter LEDs durch umfangreiche Forschung zur Materialsynthese und Oberflächenpassivierung von PENCs schnell von etwa 0,1 Prozent auf hohe Werte von mehr als 20 Prozent gestiegen , die mit kommerziellen Lumineszenztechnologien vergleichbar ist. Trotz beeindruckender Fortschritte bei der Realisierung PENS--basierter hoch-effizienter LEDs haben die meisten -modernsten--Geräte wenig bis gar kein System{{8 }}integrierter hoher EQE und hohe Helligkeit. Dies wird hauptsächlich durch schlechte Ladungsinjektion/-transport in der Vorrichtung begrenzt, was auf die isolierenden Eigenschaften langkettiger organischer Liganden zurückzuführen ist, die üblicherweise in PENCs verwendet werden.
Um die Oberflächeneigenschaften von PENCs abzustimmen, wurden zusätzlich zu den üblicherweise verwendeten lang-kettigen Oleylaminen und Ölsäuren (OA) eine Reihe alternativer Liganden und viele nützliche Ligandenmanagementstrategien nach der-Synthese untersucht sind entwickelt worden. Aufgrund der hochdynamischen Ligandenbindung und der ionischen Kristallstruktur von Perowskiten sind die Oberflächeneigenschaften und die strukturelle Integrität von PENCs jedoch sehr empfindlich gegenüber der umgebenden chemischen Umgebung während der kolloidalen Synthese und der Nachbearbeitung, was die Realisierung rational macht Liganden-Engineering von PENCs extrem hoch. herausfordernd. Daher sind geeignete Oberflächenliganden, die die hohe Lichtausbeute und ausgezeichnete kolloidale Stabilität von PENCs aufrechterhalten können, während sie die effektiven elektrischen Eigenschaften der resultierenden emittierenden Schicht gewährleisten, entscheidend für die zukünftige Leistungsverbesserung verwandter LEDs.
In dieser Arbeit berichten die Autoren über eine LED mit hoher{{0}}Helligkeit und hoher-Effizienz auf der Basis von reinem Grün-emittierendem Bleiformamidinbromid (FAPbBr3), die einen effizienten Ligandenaustausch und /oder PENS-Kompensation während der einfachen Reinigung mit NSA--haltigen Lösungsmitteln, wodurch die Stabilität der kolloidalen Lösung und hoher PLQYs verbessert wird. Darüber hinaus zeigen die zusammengesetzten emittierenden Schichten von NSA-PECs gute Ladungstransporteigenschaften, die von der starken Kopplung von PECs herrühren können, die durch NSA-Moleküle induziert wird. Durch die Einbettung eines optimierten NSA FAPbBr3-Emitters in eine vollständige LED zeigt das Gerät einen grünen Elektrolumineszenz(EL)-Peak bei 532 nm mit einer Halbwertsbreite (fwhm) von etwa 21 nm, entsprechend der International Commission on Illumination (CIE)-Koordinaten (0.19,0.77), die grüne Primärfarbe.
Abb.1 Materialsynthese und -charakterisierung
Abbildung 2 Ligandenbindungseigenschaften von PENCs
Abbildung 3: Geräteeigenschaften eines einzelnen -Trägers
Abbildung 4 LEDs basierend auf FAPbBr3-Perowskit-Nanokristallen
