利用多氟丙烯酸酯添加剂提升准二维钙钛矿发光二极管性能

准二维钙钛矿由于具有较大的激子结合能和高效的能量转移等优势,在发光二极管(light-emitting diodes,LED)中的应用前景被广泛看好。然而,准二维钙钛矿溶液加工成膜过程中易形成大量的低维相和表界面缺陷,引起严重的非辐射复合,成为限制发光二极管器件性能的瓶颈。在本工作中,通过在PEA2Cs2Pb3Br10钙钛矿前驱体中加入1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷(OFHDODA)小分子添加剂,将钙钛矿薄膜的荧光量子效率(Photoluminescence Quantum Yield,PLQY)从19.7%提升到了49.0%,发射波长从508 nm红移到511 nm。这主要归因于OFHDODA与钙钛矿之间的物理化学相互作用有效抑制了非辐射复合,一方面多氟结构与PEA+之间的氢键相互作用调控了结晶动力学,抑制了低维相的产生;另一方面酯基具有较强的路易斯碱性,钝化了表界面未饱和Pb2+缺陷。相应地,准二维钙钛矿LED的外量子效率(External Quantum Efficiency,EQE)从8.55%提高到了13.76%。这项工作为设计新型多功能小分子添加剂,抑制准二维钙钛矿中的非辐射复合损失提供了思路。

量子点发光二极管中电荷累积行为

量子点发光二极管(QLED)是不需要额外光源的主动发光技术,在显示领域中的应用前景被广泛看好。寿命较短是影响QLED商业化的重要因素之一,并且其老化机理尚不清晰。在本工作中,我们通过自主搭建电荷提取装置,证实红光QLED在恒流驱动过程中,存在显著的电荷累积。累积电荷量随着驱动电流密度增加而增加,但当超过阈值电流密度(对应于开启电压)后逐渐趋于饱和。随着器件老化,亮度下降伴随着累积电荷量进一步增加。本工作对QLED老化过程中电荷累积规律的理解,能为QLED材料和界面的优化设计提供直观判据。

金属离子替换的有机-无机钙钛矿太阳能电池及其迟滞现象

注入金属离子替换有机-无机钙钛矿中参与成键的Pb^(2+)可以有效调控其结晶动力学、薄膜形貌和光电特性,因此,通过优化Pb^(2+)替换比例提高钙钛矿太阳能电池性能是当前的研究热点之一.但是, Pb^(2+)替换对器件异常迟滞现象的影响却缺乏深入的研究.本文采用Cd^(2+)替换的MAPbI_3为模型体系,研究了不同Cd^(2+)浓度下MAPbI_3材料性质及其平面异质结光伏器件(结构为ITO/NiO_x/Cd-MAPbI_3/PCBM/Ag)性能的变化趋势.研究结果表明,优化比例(0.5%)的Cd^(2+)可以有效增强材料结晶性、改善薄膜形貌,降低非辐射复合,提高光生载流子寿命,从而大幅提高器件性能.而Cd^(2+)替换比例过高(>2.5%)时,钙钛矿薄膜中不仅会出现相分离阻碍电荷传输,而且其非辐射复合加剧,光生载流子寿命降低,最终导致器件性能下降.与此同时,过量的Cd^(2+)注入还会引起严重的迟滞现象,利用扫描开尔文探针显微镜(SKPM)证实这一现象与钙钛矿薄膜中显著的离子迁移有关.