采用硫氰酸铵添加剂的高效天蓝色钙钛矿发光二极管

金属卤化物钙钛矿发光器件具有可溶液加工、高发光效率和良好色纯度等诸多优良特性,受到了广泛的关注,但蓝色钙钛矿发光器件发光效率和光谱稳定性等方面的问题限制了钙钛矿材料在照明和显示领域的进一步发展.本工作研究硫氰酸铵添加剂对准二维混合卤化物钙钛矿薄膜形貌、结晶度、光物理和电致发光特性的影响.结果表明硫氰酸铵能有效钝化准二维混合卤化物钙钛矿薄膜的缺陷,提高结晶度,调节相分布,从而改善其电荷传输特性和发光效率.硫氰酸铵浓度为20%的准二维钙钛矿发光二极管的发光峰值波长位于486 nm处,器件的最大外量子效率为5.83%,最大亮度为1258 cd/m^(2),分别比未添加硫氰酸铵的器件提升了6.7倍和3.6倍,同时器件发光光谱稳定性和驱动稳定性也得到了明显的提升.本研究为提高蓝色准二维混合卤化物钙钛矿发光二极管的特性提供了一种简单有效的方法.

基于维度调制的准二维蓝色钙钛矿发光二极管

金属卤化物钙钛矿(MHP)作为一种新兴的半导体材料,目前已在光电应用中表现出优异的性能。其中,基于MHP的发光二极管(PeLED)发展迅猛,红光和绿光器件的效率已达到商用水平。然而,蓝光PeLED的效率还远落后于红、绿光器件,这在很大程度上阻碍了PeLED在全彩显示领域中的应用。本文通过调节混合卤素阴离子的比例以及准二维钙钛矿组分来实现基于维度调制的准二维蓝色PeLED制备。首先,我们采用在CsPbBr_(3)∶PEABr准二维钙钛矿中添加苯乙基氯化胺(PEACl)逐步替换苯乙基溴化胺(PEABr),实现了发光峰从502 nm到476 nm的可调制发射。然而,随着PEACl的增加,薄膜中的缺陷及n=1低维相逐渐增多,导致器件效率降低。我们将溴化胍(GABr)引入到CsPbBr_(3)∶PEACl准二维钙钛矿中,n=1低维相得到了显著的抑制,这有利于激子能量的转移,最终蓝光范围内准二维PeLED性能得到了显著提升。本工作为实现高效蓝光PeLED提供了新的思路。

蓝色钙钛矿发光二极管(PeLEDs)的制备与研究

金属卤化物钙钛矿因其优异的性能,被广泛应用于各种光电器件,尤其在照明显示技术方面更为突出。其中,红光、绿光和近红外的钙钛矿发光二极管(PeLEDs)的外量子效率(EQE),已经突破20%,但蓝色PeLEDs的发展较为缓慢。本文主要介绍了蓝色PeLEDs的结构和物理性能,以及钙钛矿薄膜的制备方法。

基于准二维钙钛矿发光层优化的蓝色发光二极管研究进展

金属卤化物钙钛矿材料因其简单的制备工艺和独特的光电性能,在照明、显示等光电子领域有着巨大的发展潜力。目前,钙钛矿发光二极管在绿光、红光等领域均取得了一定进展,然而实现高效率蓝色发光二极管仍存在较大挑战。近年来,研究人员主要通过组分工程和维度工程两种途径实现钙钛矿蓝光调控。其中,准二维钙钛矿材料具有自组装量子阱结构,在蓝光发射方面表现出独特优势。由此,本文综述了目前准二维钙钛矿蓝色发光二极管的相关进展。首先阐述了准二维钙钛矿的结构和光学性质;重点从器件的发光层出发,系统地总结了提升器件性能的方法策略;然后围绕器件稳定性展开了相关描述;最后就准二维钙钛矿蓝色发光二极管的发展提出了部分总结和展望,期待其性能不断突破。

NaYSiO_(4)∶Ce^(3+)蓝色荧光粉的发光性质及其在白光发光二极管上的应用

采用高温固相法合成了NaYSiO_(4)∶xCe^(3+)(0.01≤x≤0.05)系列蓝色荧光粉。NaYSiO_(4)∶xCe^(3+)荧光粉在250~360 nm之间的宽带吸收能与紫外LED芯片很好地匹配。NaYSiO_(4)∶xCe^(3+)荧光粉中存在多个Ce^(3+)离子荧光中心,且在紫外光激发下表现出峰值波长位于414 nm附近的宽带蓝光发射。NaYSiO_(4)∶0.02Ce^(3+)荧光粉在300~350 nm紫外光激发下量子效率在25%以上。NaYSiO_(4)∶0.02Ce^(3+)荧光粉表现出优良的化学稳定性,在水中浸泡14 d后荧光强度和量子效率几乎不变。将NaYSiO_(4)∶0.02Ce^(3+)蓝色荧光粉、商用(Sr,Ba)_2SiO_(4)∶Eu^(2+)绿色荧光粉和商用(Ca,Sr)AlSiN_(3)∶Eu^(2+)红色荧光粉涂覆于310 nm紫外LED芯片上制备得到了显色指数高达95的LED器件。当驱动电流从50 mA逐渐增大到300 mA时,制备的LED器件表现出稳定的暖白光发射,其色坐标几乎不变。上述结果说明,本研究报道的NaYSiO_(4)∶0.02Ce^(3+)蓝色荧光粉在紫外LED芯片驱动的白光发光二极管照明上有着潜在应用价值。

含氟膦氧衍生物修饰的纯蓝光钙钛矿发光二极管

实现高效蓝色电致发光是钙钛矿发光二极管(PeLEDs)商业应用的关键挑战,特别是波长为465~475 nm的纯蓝光。蓝光PeLEDs的低效率主要源于混合卤素策略导致的高缺陷密度和降维策略导致的载流子注入困难。本文以氯/溴混合卤素准二维钙钛矿为研究对象,探究了小分子添加剂膦氧衍生物((五氟苯基)甲基)二苯基氧化膦(PFPO)在钙钛矿前驱体溶液中的作用机理及其对钙钛矿薄膜形貌、光学和器件性能的影响。实验结果显示,PFPO修饰后的钙钛矿薄膜光致发光强度和寿命均有增加,说明PFPO具有良好的缺陷钝化能力。紫外-可见光吸收光谱证实修饰后薄膜中小n相吸收强度明显降低,说明小n相得到了显著抑制,减少了非辐射复合路径,同时有利于激子能量转移。器件结果表明,PFPO处理后的PeLEDs器件最大外量子效率从1.83%提升到3.62%,发光峰位于466 nm,对应的CIE为(0.123,0.079),与标准蓝光CIE坐标(0.131,0.046)接近。

乙酸胍表面处理提高纯红光钙钛矿发光二极管性能

金属卤化物钙钛矿材料由于具有优异的光电性质可被用于制作发光二极管,近年来备受关注。钙钛矿表面和钙钛矿/传输层的界面处存在大量的缺陷,严重影响器件的性能和稳定性,而对表/界面进行有效的钝化处理是减少界面缺陷、提升器件性能的可行途径。本文报道了一种在萃取剂中添加乙酸胍的表面处理策略,可有效地减少钙钛矿层表面缺陷,改善薄膜形貌,进而将钙钛矿薄膜的荧光量子产率从64%提升到79%。基于乙酸胍表面处理的钙钛矿薄膜制备的发光二极管,最大效率可达11.66%,最大亮度达1285 cd·m^(-2),明显优于未处理的参考器件(6.69%,689 cd·m^(-2)),同时也展现出更好的稳定性。该研究提供了一种有效的钙钛矿表面处理策略,可以提高钙钛矿发光二极管的性能和稳定性。

基于膦氧化物钝化的热蒸发像素化钙钛矿发光二极管

热蒸发法是实现钙钛矿发光二极管商业化显示应用的可靠技术。然而,热蒸发沉积的钙钛矿薄膜的PLQY经常较低,并且钝化手段不如溶液法丰富。本文报道了一种通过原位共蒸技术将钝化剂引入钙钛矿层的方法,这种方法能够钝化真空沉积钙钛矿中的缺陷,增强辐射复合,并提高钙钛矿的PLQY。氧膦基团与不饱和位点形成配位络合,钝化了钙钛矿的晶界缺陷,并抑制了带尾态缺陷。基于最佳比例的钙钛矿薄膜所制备的LED器件表现出最大6.3%的EQE,最大亮度为35642 cd/m^(2)。更进一步地,基于全真空的器件制备工艺,获得了最大EQE为5.0%的312 ppi高分辨率PeLEDs。总之,本文为热蒸发PeLEDs的缺陷钝化提供了有用的指导,证明热蒸发PeLEDs在效率和亮度提升方面具有巨大潜力,并具备商业化前景。

准二维钙钛矿发光二极管中的相调控研究

金属卤化物钙钛矿凭借其优异的光电性能和易于制备的特点,近年来在光电子学领域引起了广泛关注,被认为是具有广阔应用前景的革命性新型光电半导体材料。准二维钙钛矿作为其中一类重要材料,具有可调的光物理性质,包括更高的激子结合能、多重量子阱结构、自然级联能量漏斗和带隙可调性,这使其成为有前途的下一代发光二极管(Light-emitting diodes,LED)侯选材料。调控准二维钙钛矿的相分布是实现高效钙钛矿LED的关键。本文基于课题组的研究工作,深入讨论了通过精准调控相分布实现高效准二维钙钛矿LED的策略和应用。

基于HEDTA配体修饰的纯红色CsPb(Br/I)_(3)钙钛矿发光二极管

近年来,钙钛矿发光二极管(Perovskite light-emitting diodes,PeLEDs)已表现出了超高色纯度、超宽色域、高发光效率等一系列卓越性能,尤其绿光和近红外光PeLEDs的外量子效率(External quantum efficiency,EQE)和亮度迅速提升,但荧光峰位于620~640 nm的纯红光PeLEDs器件的性能(效率、亮度、可靠性等)发展则相对缓慢。本文采用热注射和N-羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)配体后处理相结合的工艺制备了光学性能和稳定性均显著提升的纯红色混合卤素钙钛矿CsPb(Br/I)_(3)纳米晶。HEDTA多齿配体通过与纳米晶表面的Pb^(2+)和I-有效结合,钝化表面Pb^(2+)有关的缺陷,同时抑制了致使卤化物偏析的I-弗伦克尔缺陷的形成。基于配体交换处理后的CsPb(Br/I)_(3)纳米晶为发光层制备的PeLEDs,发射峰位于636 nm的纯红色范围,最大EQE和最大亮度分别为18.62%和1880 cd/m^(2)。表征器件工作稳定性的T50(器件亮度衰减至初始亮度一半所需的时间)由未修饰器件的11.4 min提升至74.5 min。

钙钛矿发光二极管专利技术综述

钙钛矿材料由于其特殊的电学和光学性能近些年引起了广泛的关注。钙钛矿材料是指化学结构式为ABX3,且具有八面体或立方体晶体结构的化合物的总称。2014年,室温钙钛矿的电致发光首次被观测到,随后基于钙钛矿量子点的发光二极管被申请专利,短短几年,钙钛矿发光二极管的发光波长和外量子效率均取得了突破。与QLED和OLED相比,钙钛矿发光二极管展现出了巨大的研究价值和产业化应用前景。本文通过专利分析,展示了钙钛矿发光二极管技术的专利申请趋势、申请人分布及提升钙钛矿发光二极管性能的关键技术等。

利用溶液加工的界面阻挡层实现高效三维和准二维金属卤化物钙钛矿发光二极管

为了保护金属卤化物钙钛矿发光层免受强酸性聚合物(poly-(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonic acid),PEDOT:PSS)的腐蚀,一种具有空穴传输能力的有机小分子材料(N,N-dicarbazolyl-3,5-benzene, mCP)被当作界面阻挡层引入三维钙钛矿发光层(CsPbBr_(3))和PEDOT:PSS之间。研究表明,mCP不仅可以从空间上隔离CsPbBr_(3)和PEDOT:PSS,抑制PEDOT:PSS对CsPbBr_(3)发光层的降解,还可以使钙钛矿薄膜的覆盖率更高,颗粒更小,提高薄膜质量,减少薄膜缺陷对激子的淬灭。同时,mCP的引入可以提高空穴注入和传输能力,使得相同电压下形成的激子更多;由于mCP具有比PEDOT:PSS更高的最低电子不占有态和更大的能隙,能更好地将激子限制在发光层中,进一步提高激子的发光辐射复合和器件的电致发光效率。与原始不加mCP的器件相比,基于mCP的3D CsPbBr_(3)钙钛矿发光二极管(Perovskite light-emitting diode, PeLED)的电致发光性能得到了显著提升,获得了4.86 cd/A最大电流效率。接着,这种方法在基于PEA_(2)Cs_(n-1)Pb_(n)Br_(3n+1)的准二维PeLED中也被证实是可行的,器件的最大电流效率被提升到24.79 cd/A。

红光钙钛矿发光二极管研究进展

红光钙钛矿发光二极管(PeLEDs)以其卓越的节能降耗特性而备受关注,其可促进植物生长、细胞再生与代谢过程,并在显示技术、照明系统、农业栽培及医疗领域均展现出广泛的应用前景。本文旨在综述用于红光PeLEDs的材料本质特征,剖析当前面临的技术瓶颈,并探讨一系列创新性的解决方案。特别聚焦于采用共间隔阳离子调控策略、精细分子工程策略、高效钝化技术、原位无机配体引入策略、迁移活化能增强方法、亚稳相结晶优化途径,以及添加剂诱导的晶体重构策略等,以实现高效红光发射的PeLEDs。此外,本文深入阐述了发展低毒性、低环境负担的无铅PeLEDs的迫切需求及其面临的挑战,通过抑制Sn2+离子的氧化倾向、探索新型替代元素以取代铅元素,以及开发无铅双钙钛矿材料等途径,力图提升无铅红光PeLEDs的性能。文章还展示了红光PeLEDs在促进室内植物健康生长及推动柔性显示技术革新等具体领域的实际应用案例。最后,展望了红光PeLEDs领域未来可能遭遇的挑战与潜在的发展方向,为相关领域的科研人员与从业者提供了宝贵的参考与启示。

高亮度高效率蓝色聚合物发光二极管

高亮度高效率蓝色聚合物发光二极管张志林，蒋雪茵，许少鸿（上海大学嘉定校区，材料系，上海２０１８００）长友隆男，大本修（日本东京芝蒲工业大学，港区日本东京１０８）蓝色聚合物发光Ｍ极管是人们关注的课题，前不久，我们报道［１］了利用ＩＴＯ／ＰＶＣｚ／ＢＢＯ...

阻挡层结构的蓝色有机发光二极管

制备了ITO/CuPc/NPB/TPBi/Alq3/MgAg有机发光二极管 ,由于阻挡层TPBi对空穴的阻挡作用 ,器件的电致发光为NPB特征光谱 ,实现了蓝色发光。器件最大亮度和最大流明效率分别为 370 0cd/cm2 和 0 .78lm/W ,CIE色坐标为x =0 .110 ,y =0 .0 85,色度纯正。然而器件显现出较差的稳定性。利用器件的能级结构 ,分析了器件的光学特性和影响稳定性的因素。

我国钙钛矿发光二极管的研究进展与展望

发光二极管(LEDs)可高效地将电能转化为光能,在现代社会具有广泛的用途,如照明、平板显示、医疗器件等。传统无机LED技术相对成熟且发光效率高,在照明领域应用广泛,但外延生长等制备工艺限制了其难用于大面积和柔性器件制备。有机或量子点LED具有易于大面积成膜、可柔性化等优势,但是高亮度下的低效率和短寿命问题还亟待解决。金属卤化物钙钛矿型材料(其结构见图1)兼具无机和有机材料的诸多优点[1-4],如可溶液法大面积制备、带隙可调、载流子迁移率高、荧光效率高等。因此,基于钙钛矿材料的LED相较于传统发光二极管具有诸多优势,尤其是可低成本、大面积制备高亮度、高效率发光器件,对显示与照明均具有重要意义。

蓝光钙钛矿发光二极管:从材料制备到器件优化

金属卤化物钙钛矿材料凭借其低成本、高色彩饱和度、高荧光量子产率、可调的发光波长和溶液加工等特点,在下一代平板显示和固体照明领域极具应用前景。得益于对钙钛矿材料的设计、器件结构的优化和发光机理的深刻认识,自2014年首次观察到室温下的钙钛矿电致发光现象以来,绿光、红光和近红外钙钛矿电致发光二极管(PeLED)的外量子效率(EQE)目前已迅速突破了20%。然而,作为三基色之一的蓝光PeLED发展较为缓慢,这严重制约了全彩色PeLED的发展。最近一年来,蓝光PeLED的效率增长显著,EQE已经超过10%。本文总结了蓝光钙钛矿材料的制备和器件结构的优化,并对未来蓝光PeLED发展方向和所面临的问题进行了讨论,以期促进蓝光PeLED的发展。

蓝色发光二极管的研究进展

综述了制备蓝色发光二极管的材料及相应的薄膜生长、掺杂和欧姆接触技术的实验研究。介绍并讨论了ＳｉＣ、ＧａＮ和ＺｎＳｅ蓝色发光二极管的发展状况。

金属卤化物钙钛矿纳米晶高效发光二极管的制备与器件性能优化

金属卤化物钙钛矿作为一类新型的离子型直接带隙半导体材料在电致发光二极管(LED)中有着重要应用前景.但实现其应用的前提在于金属卤化物钙钛矿材料需要保持高的发光效率和好的稳定性.为了提高金属卤化物钙钛矿作为LED发光层的激子结合效率,从而提升其发光效率,设计和合成金属卤化物钙钛矿纳米晶材料是一个有效途径.目前,基于纳米晶材料设计的金属卤化物钙钛矿LED在绿光和红光(包括近红外光)范围已经展现了高的发光亮度和外量子效率(EQE),其中最高EQE已经超过了20%,但其稳定性仍无法满足器件应用的要求.此外,更值得关注且更重要的是,蓝光钙钛矿LED的发光亮度和EQE目前仍然不高.如何制备高效、稳定的金属卤化物钙钛矿纳米晶LED,特别是蓝光LED,是一个具有重大应用前景且具有挑战性的课题.本文重点介绍了金属卤化物钙钛矿纳米发光层的结构设计和合成方法及金属卤化物钙钛矿LED的研究进展,分析了金属卤化物钙钛矿LED不稳定的原因,并对金属卤化物钙钛矿LED研究面临的挑战和未来发展方向进行了总结与展望.

SiC和GaN系列蓝色发光二极管的研制

本文简述了Sic和GaN材料的制备过程及以该材料为基础所制造的蓝色发光二极管的制作方法和发光特性。