CdBr_(2)后处理制备带隙可调的Mn∶CsPbX_(3)钙钛矿纳米晶及其发光性质

铅卤钙钛矿(APbX_(3),A=Cs、MA、FA,X=Cl、Br、I)纳米晶(NC)因其卓越的光电性质受到广泛关注,但Mn的4T1-6A1能级与带边能级不易匹配,制备高质量Mn掺杂钙钛矿晶体仍然存在困难。通过CdBr_(2)后处理技术,在室温下获得了光学带隙可调的Mn∶CsPbX_(3)(X=Cl、Br)纳米晶。通过B位金属和阴离子共掺杂法,实现稳定高效的Mn红光发射。将痕量CdBr_(2)后处理液逐滴加入Mn∶CsPbCl_(3)纳米晶原液中,可以将带边激子发光波长从405 nm调控到475 nm,Mn发光寿命呈单指数衰减,获得的纳米晶量子产率最高达97%。卤素离子交换影响了Mn周围晶体场环境,导致Mn发光寿命变短。通过透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)进行形貌结构分析,发现CdBr_(2)处理前后钙钛矿纳米晶立方形状没有明显变化,XRD衍射峰位保持不变,表明成功实现了金属离子和卤素离子的共交换。此外,通过变温动力学研究发现,这种发光增强源于Cd离子掺杂减少了纳米晶的非辐射缺陷态,增强了激子到Mn的能量传递。这种后处理的B位阳离子掺杂技术可能成为提高钙钛矿晶体量子产率的普适方法。

基于新型电荷生成层的P-i-N结构白色有机叠层电致发光器件

采用2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(BCP):5wt.%cesium carbonate(Cs2CO3)和N,N′-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N′-bis(phenyl)-benzidine(NPB):20 wt.%molybdenum oxide(MoO3)分别作为器件的电子注入层和空穴注入层,研究了N型和P-i-N结构有机电致发光器件的载流子传输特性.载流子传输层中BCP:Cs2CO3和NPB∶MoO3的引入有效增强了载流子注入能力,从而降低了器件的驱动电压.基于新型电荷生成层BCP:5 wt.%Cs2CO3/NPB:20wt.%MoO3制备了色稳定、高效率P-i-N结构有机叠层器件.与单元器件相比,引入新电荷生成层有机叠层器件的最大电流效率增大了2.5倍,表明该电荷生成层可以有效地将电子和空穴分别注入到相邻发光单元中.采用该电荷生成层制备了P-i-N结构白色有机叠层器件,器件的上下发光单元分别为橙光和蓝光发射.当发光亮度从500增加到5 000cd/m2时,器件的色坐标稳定在(0.33,0.29)附近,接近白光等能点.利用单色发光单元堆叠制备白色有机叠层器件的方法为实现色稳定、高效率的白色有机电致发光器件提供了一种有效的途径.

荧光染料掺杂的高效率、高亮度白色有机电致发光器件

制备了结构为ITO/NPB(30 nm)/Rubrene(0.2 nm)/CBP∶Bczvbi(8 nm,x%)/Bphen(30 nm)/Cs2CO3∶Ag2O(2 nm,20%)/Al(100 nm)的器件。研究了Bczvbi掺杂浓度(x=5,10,15)对白光器件性能的影响。综合利用发光层中主客体之间的能量转移和空穴阻挡层的空穴阻挡特性,得到了高效率、高亮度的白色有机电致发光器件。当Bczvbi的掺杂质量分数为10%时,器件的效率和亮度都为最大。驱动电压为7 V时,最大电流效率为4.61 cd/A;驱动电压为9 V时,最大亮度为21 240 cd/m2。当驱动电压从4 V增加到9 V时,色坐标从(0.36,0.38)变化为(0.27,0.29),均处于白光区域。

高效率双发光层结构白色荧光有机电致发光器件

通过将橙色荧光染料Rubrene和蓝色荧光染料BCzVBi分别掺入NPB和DPVBi中作为发光层,制备了结构为ITO/m-MTDATA(30nm)/NPB(20nm)/NPB∶0.5wt% Rubrene(10nm)/DPVBi∶5wt% BCzVBi(15nm)/Bphen(25nm)/LiF(0.6nm)/Al的双发光层结构白色有机荧光电致发光器件。器件发光主要是Rubrene直接俘获载流子和主体材料DPVBi到客体BCzVBi的能量传递两种发光机制竞争的结果。在低压下Rubrene俘获载流子发光占主导地位,导致器件的橙光相对较强,随电压升高主客体能量传递增强,使蓝光相对强度增强。器件最大电流效率为6.5cd/A,最大亮度为16 140cd/m2。亮度从1 000cd/m2增加到10 000cd/m2,器件的发光色坐标从(0.33,0.37)变化到(0.30,0.32),始终处于白光区。

低效率滚降、发光颜色稳定的磷光白色有机电致发光器件

本文采用多发光层结构,制备了高亮度下具有高发光效率,同时在较宽亮度范围内发光颜色稳定的白色磷光有机电致发光器件(WOLED).在对双发光层结构磷光OLEDs的发光机制和载流子传输过程进行系统研究的基础上,将两种磷光OLEDs的发光层结构相结合,获得的多发光层结构磷光WOLED最大电流效率和外量子效率分别为34.6 cd/A和13.5%;当亮度为1000 cd/m^2时,其电流效率和外量子效率分别为33.9 cd/A和13.3%,外量子效率滚降仅为1.5%;亮度从1000 cd/m^2增至10000 cd/m^2的过程中,其CIE色度坐标从(0.342,0.403)变化至(0.326,0.392),变化量ΔCIE为(0.016,0.011).

应用于光伏型智能窗的半透明钙钛矿太阳能电池:透明度与效率间的对立统一

新型杂化钙钛矿材料因其独特的光电特性可制备成半透明太阳能电池,应用于建筑物幕墙,实现对太阳能的收集。本文从光伏型智能窗的最新研究进展出发,归纳了钙钛矿太阳能电池应用到绿色建筑智能窗的主要方法和目前实现钙钛矿太阳能电池透明化的主要技术,并预测了其应用于智能窗的透明度和效率等问题。此外,采用随机抽样的方法进行用户调研,分析了光伏窗的成本与收益,对其商业应用前景进行了展望。

基于双发光层结构低效率滚降的暖白光有机发光器件制备研究

设计合理的发光层主客体掺杂结构是获得高效率磷光白色有机发光器件(WOLEDs)的必要条件。将橙色磷光染料PO-01和蓝色磷光染料FIrPic分别掺入空穴传输材料mCP和电子传输材料TmPyPB中,制备了低效率滚降、发光颜色稳定的双发光层结构暖白光器件。通过器件结构的优化设计,促进了载流子注入平衡,使激子分布在较宽区域,呈现较低的发光效率滚降。器件的最大电流效率为17.8cd/A,当发光亮度为1000cd/m^(2)时,电流效率滚降仅为5.6%。当发光亮度从22.4cd/m^(2)增至7293cd/m^(2),相应的发光色坐标从(0.406,0.464)变化至(0.405,0.458),变化量ΔCIE仅为(0.005,0.004)。

利用石墨烯掺杂在NPB中的OLED性能研究

采用NPB掺杂石墨烯作为空穴传输层,制备有机电致发光器件(OLED),器件结构为ITO/NPB:Graphene(20wt.%)(50nm)/Alq3(80nm)/LiF(0.5nm)/Al(120nm)。将其与标准器件ITO/NPB(50nm)/Alq3(80nm)/LiF(0.5nm)/Al(120nm)作性能比较,研究石墨烯对OLED性能的影响。结果表明,在NPB中掺杂石墨烯薄层的器件,在同等条件下性能最佳,当电流密度为90mA/cm2时器件电流效率达到最大值3.40cd/A,与标准器件最高效率相比增大1.49倍;亮度在15V时达到最大值10 070cd/m2,比标准器件最大亮度增大5.16倍。

基于N-BDAVBi的高效率双发光层蓝色OLED

采用蓝色有机荧光染料N-BDAVBi作为客体发光材料,将其分别掺入主体材料ADN和DPVBi中形成双发光层,制备了结构为ITO/m-MTDATA(40nm)/NPB(10nm)/ADN:N-BDAVBi(15nm)/DPVBi:N-BDAVBi(15nm)/TPBi(30nm)/LiF(0.6nm)/Al的高效率蓝色有机荧光器件(OLED)。器件的最大电流效率为8.13cd/A,对应色坐标为(0.178,0.302),电流密度为18.81mA/cm2,分别是ADN:N-BDAVBi和DPVBi:N-BDAVBi作为发光层的单发光层结构器件的2.4和1.8倍。器件性能提高主要源于双发光层结构减弱了载流子在界面处的积累,扩大了激子产生区域以及主体与客体之间有效的能量转移。当驱动电压为14V时,双发光层器件的最大亮度为20 620cd/m2。

双量子阱OLED正负磁电阻的调控

通过改变发光层的厚度,制备了一种双量子阱结构的有机电致发光器件(OLEDs),其结构为ITO/2T-NATA(20nm)/NPBX(50nm)/[Alq3:2%C545(dnm)/Alq3(3nm)]2/Alq3(17nm)/LiF(0.9nm)/Al。在常温下研究了器件的发光层在不同厚度(d=10,15,20和25nm)时的磁电阻(MR,magnetoresistance)特性。实验结果表明,在10V驱动电压的作用下,在相同磁场强度下,器件的厚度越大,电阻率也越大;在驱动电压为10V时,随着磁场强度的增加,10nm厚器件的MR随着磁场的增加而增大,表现正MR特性;而15、20和25nm厚3种器件的MR随着磁场强度的增强先减小后增加并趋于饱和状态,发光层越厚,MR减小的幅度越大,且都表现出负MR特性;获得最大的MR为-10.32%。