ในด้านอุปกรณ์เรืองแสงไฟฟ้า perovskite (PeLEDs) ประสิทธิภาพของอุปกรณ์เรืองแสงด้วยไฟฟ้าสีน้ำเงินนั้นช้ากว่าอุปกรณ์อื่นๆ ที่คล้ายคลึงกันเนื่องจากขาดวิธีการประดิษฐ์ ที่นี่ นักวิจัยจาก Beijing Institute of Technology, Dalian Research Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences และ Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences ใช้ 2-phenylethylamine bromide (PEABr) และ 3,3-diphenylpropylamine bromide (DPPABr) . ) ของลิแกนด์ผสมเพื่อเตรียมฟิล์มนาโนคริสตัลไลน์ CsPbClBr2 ในแหล่งกำเนิด การผสมลิแกนด์ทั้งสองเข้าด้วยกันทำให้เกิดการปล่อยแสงสีน้ำเงินที่แรงที่ 470 นาโนเมตร โดยให้ผลผลิตควอนตัมโฟโตลูมิเนสเซนซ์สูงถึง 60 เปอร์เซ็นต์ อันเนื่องมาจากการก่อตัวของการกระจายความกว้างของหลุมควอนตัมที่แคบ บนพื้นฐานนี้ อุปกรณ์ perovskite สีน้ำเงินที่มีประสิทธิภาพสูงพร้อมประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกสูงสุด 8.8 เปอร์เซ็นต์ ได้มาที่ 473 นาโนเมตร
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.
โดยทั่วไป การปรับสเปกตรัมของตัวปล่อยประเภท perovskite- สามารถทำได้โดยการปรับองค์ประกอบ ขนาด และ/หรือขนาด โดยการลดขนาดของเพรอฟสกีเทกองหรือการแนะนำเฮไลด์ผสม ทำให้เตรียม-นาโนคริสตัลสามมิติของเพรอฟสกีต์ที่มีการปล่อยสีน้ำเงินได้สำเร็จ อย่างไรก็ตาม ปัญหาด้านประสิทธิภาพและความเสถียรของอุปกรณ์เรืองแสงไฟฟ้าสีน้ำเงินที่ใช้-นาโนคริสตัลขนาดจิ๋วดังกล่าว ส่วนใหญ่เกิดจากการทำให้บริสุทธิ์และการแยกเฟสที่ซับซ้อน
อีกกลยุทธ์หนึ่งในการบรรลุ-ประสิทธิภาพ PeLED สีน้ำเงินสูงคือการสร้างโครงสร้าง perovskite เสมือน-สอง-มิติ (กึ่ง-2D) ที่มีหลุมควอนตัมหลายหลุม คุณสมบัติของโฟโตลูมิเนสเซนส์ (PL) ของเพอร์รอฟสกีเสมือน 2 มิติเหล่านี้สัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการถ่ายเทพลังงานจากโดเมน n ขนาดเล็กไปจนถึงขนาดใหญ่ พบว่าการกระจายความกว้างของหลุมควอนตัม quasi-2D perovskite แบบแบน (QWD) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการอำนวยความสะดวกในการขนส่งผู้ให้บริการ และลดการสูญเสียพลังงานเพิ่มเติมสำหรับการผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ประสิทธิภาพสูง อย่างไรก็ตาม ผลกระทบของ QWD ต่ออุปกรณ์ EL นั้นยังไม่ค่อยได้รับการศึกษา
เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่า QWD สามารถควบคุมได้โดยการปรับอัตราส่วนของสารตั้งต้นของสารผสมหรือโดยวิศวกรรมลิแกนด์ ในที่นี้ แสดงให้เห็นว่าการใช้ลิแกนด์คู่เป็นกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพในการควบคุม QWD ของฟิล์มนาโนคริสตัลไลน์ CsPbClBr2 ที่เตรียมในแหล่งกำเนิด 2-Phenylethylamine bromide (PEABr) เป็นลิแกนด์ที่มีประสิทธิภาพสำหรับการสร้างโดเมน n ขนาดเล็ก ในขณะที่ 3,3-diphenylpropylamine bromide (DPPABr) เป็นลิแกนด์ที่มีประสิทธิภาพสำหรับการสร้างค่า n จำนวนมาก การเลือกอัตราส่วนที่เหมาะสมของลิแกนด์ทั้งสองจะทำให้ QWD แคบลงด้วยการครอบงำจากส่วนกลาง n=4
การควบคุมขนาดที่มีประสิทธิภาพนี้ช่วยอำนวยความสะดวกในการถ่ายโอนพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้มีการปล่อยแสงสีน้ำเงินออกมาอย่างแรงที่ความยาวคลื่น 470 นาโนเมตร โดยมีผลตอบแทนควอนตัม PL (PLQY) สูงถึง 60 เปอร์เซ็นต์ การใช้ลิแกนด์คู่ที่มีแนวโน้มจะสร้างโดเมน n ขนาดเล็กและโดเมน n ขนาดใหญ่เป็นกลยุทธ์ที่ใช้งานได้หลากหลายเพื่อให้ได้ QWD ที่แคบสำหรับคุณสมบัติของ PL ที่ปรับปรุงแล้ว ตามฟิล์มบางที่ปรับให้เหมาะสมที่สุดซึ่งเตรียมโดยการผสม PEABr และ DPPABr นั้น-อุปกรณ์อิเล็กโตรลูมิเนสเซนซ์สีน้ำเงินประสิทธิภาพสูงที่มี EQE สูงสุด 8.8 เปอร์เซ็นต์ได้มาที่ความยาวคลื่น 473 นาโนเมตร (ข้อความ: Aisin Gioro Star)
รูปที่ 1 ลักษณะโครงสร้างของฟิล์มบาง CsPbClBr2 nanocrystalline แผนผังของกระบวนการเตรียมใน-แหล่งกำเนิดของฟิล์มบาง CsPbClBr2 nanocrystalline ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของอินทิกรัล q ของรูปแบบ GIWAXS ของฟิล์มนาโนคริสตัลไลน์ CsPbClBr2 ที่มีอัตราส่วน DPPABr และ PEABr ต่างกัน
รูปที่ 2 การวัดแสงของฟิล์มบาง CsPbClBr2 nanocrystalline ทำการศึกษา-สเตทโฟโตลูมิเนสเซนส์สเปกตรัม สเปกตรัมดูดกลืนแสง และ-PLQYs ของฟิล์มนาโนคริสตัลไลน์ CsPbClBr2 ที่มีอัตราส่วน DPPABr และ PEABr ต่างกัน
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.
