Metallhalogenid-Perowskit-Nanokristalle (CsPbX₃) sind aufgrund ihrer hervorragenden optoelektronischen Eigenschaften ideale Kandidaten für Displaytechnologien. Die schwache Koordination und die langen Ketten herkömmlicher Liganden (wie Ölsäure/Ölamin) führen jedoch zu Oberflächenfehlern und begrenzen den Ladungsträgertransport, was die Leistungssteigerung von Leuchtdioden auf Perowskitbasis (PeLED) einschränkt. In dieser Studie wurde ein kurzkettiger, stark chelatierender Zitronensäure-Ligand (CA) entwickelt, der über Carboxylgruppen (—COOH) und Hydroxylgruppen (—OH) Koordinationsbindungen und Wasserstoffbrücken mit der Oberfläche von CsPbBr₃ bildet und so eine effiziente Passivierung der Oberflächendefekte der Nanokristalle ermöglicht. Experimente und Dichtefunktionaltheorie (DFT)-Berechnungen zeigen, dass die Adsorptionsenergie des Zitronensäure-Ligands signifikant höher ist als bei traditionellen Ölsäure/Ölamin-Liganden, was eine einheitliche Größenverteilung der Nanokristalle, eine deutliche Steigerung der photolumineszenten Quanten-Ausbeute (PLQY) und eine starke Verringerung der nicht-strahlenden Rekombinationsrate fördert. Grüne Perowskit-Leuchtdioden auf Basis von Zitronensäure-modifizierten CsPbBr₃-Nanokristallen zeigen hervorragende elektrolumineszente Eigenschaften mit einer maximalen externen Quanten-Effizienz (EQE) und Strom-Effizienz von 13,58 % bzw. 42,93 cd/A. Diese kostengünstige Ligand-Engineering-Strategie bietet eine neue Methode zur Oberflächenkontrolle von Perowskiten und legt die Grundlage für die Erweiterung von Anwendungen in Photodetektoren, Solarzellen und anderen optoelektronischen Geräten.

Perowskit; Leuchtdiode; Ligand; externe Quanten-Effizienz