U području perovskitnih elektroluminiscentnih uređaja (PeLED), performanse plavih elektroluminiscentnih uređaja zaostaju za drugim sličnim uređajima zbog nedostatka metoda izrade. Ovdje su istraživači sa Pekinškog instituta za tehnologiju, Istraživačkog instituta za hemijsku fiziku Dalian, Kineske akademije nauka i Šangajskog instituta za primijenjenu fiziku Kineske akademije nauka koristili 2-feniletilamin bromid (PEABr) i 3,3-difenilpropilamin bromid (DPPABr) . ) miješanih liganada za pripremu CsPbClBr2 nanokristalnih filmova in situ. Miješanje dva liganda zajedno rezultiralo je snažnom emisijom plave svjetlosti na 470 nm sa kvantnim prinosom fotoluminiscencije čak 60 posto zbog formiranja uske distribucije širine kvantnog bunara. Na osnovu toga, na 473 nm dobijen je visoko efikasan uređaj od plavog perovskita sa maksimalnom eksternom kvantnom efikasnošću od 8,8 odsto.
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.
Općenito, spektralna modulacija emitera tipa perovskita- može se postići podešavanjem sastava, veličine i/ili veličine. Smanjenjem veličine masivnih perovskita ili uvođenjem miješanih halogenida, uspješno su pripremljeni trodimenzionalni nanokristali perovskita sa plavom emisijom. Međutim, problemi efikasnosti i stabilnosti plavih elektroluminiscentnih uređaja zasnovanih na tako malim-nanokristalima perovskita su uglavnom zbog komplikovanog pročišćavanja i razdvajanja faza.
Druga strategija za postizanje visoko{0}}efikasnih plavih PeLED-a je izgradnja kvazi-dvodi-dimenzionalnih (kvazi-2D) perovskitnih struktura sa više kvantnih bunara. Svojstva fotoluminiscencije (PL) ovih kvazi-2D perovskita usko su povezana sa prijenosom energije sa malih na velike n domene. Utvrđeno je da je ravna kvazi-2D raspodjela širine kvantnog bunara perovskita (QWD) neophodna za olakšavanje transporta nosača i smanjenje dodatnog gubitka energije za realizaciju fotonaponskih uređaja visokih performansi. Međutim, efekat QWD na EL uređaje je manje proučavan.
Poznato je da se QWD može kontrolisati podešavanjem omjera mješavine prekursora ili inženjeringom liganda. Ovdje je pokazano da je upotreba dualnih liganada efikasna strategija za kontrolu QWD CsPbClBr2 nanokristalnih filmova pripremljenih in situ. 2-feniletilamin bromid (PEABr) je efikasan ligand za formiranje malih n domena, dok je 3,3-difenilpropilamin bromid (DPPABr) efikasan ligand za formiranje velikih n vrijednosti. Razuman izbor omjera dva liganda može suziti QWD sa centralnom dominacijom od n=4.
Ova efikasna kontrola veličine olakšava efikasan prijenos energije, što rezultira snažnom emisijom plave svjetlosti na talasnoj dužini od 470 nm sa kvantnim prinosom PL (PLQY) čak 60 procenata. Korištenje dualnih liganada sa sklonošću formiranju malih n domena i velikih n domena je svestrana strategija za postizanje uskog QWD za poboljšane PL svojstva. Na osnovu optimiziranih tankih filmova pripremljenih miješanjem PEABr i DPPABr, dobijen je visokoefikasni plavi elektroluminiscentni uređaj sa maksimalnim EQE od 8,8 posto na talasnoj dužini od 473 nm. (Tekst: Aisin Gioro Star)
Slika 1. Strukturne karakteristike CsPbClBr2 nanokristalnih tankih filmova. Šematski dijagram in- procesa pripreme nanokristalnih tankih filmova CsPbClBr2. Proučavana je veza između integralnog intenziteta q GIWAXS uzorka nanokristalnih filmova CsPbClBr2 s različitim omjerima DPPABr i PEABr.
Slika 2. Optička mjerenja CsPbClBr2 nanokristalnih tankih filmova. Proučavani su stacionarni spektri fotoluminiscencije, spektri apsorpcije i b-PLQY nanokristalnih filmova CsPbClBr2 s različitim omjerima DPPABr i PEABr.
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.
