Улучшение световой эффективности зеленых перовскитовых светодиодов с помощью лимонного кислотного лиганда

BAI Wenhao ,  

REN Guanhua ,  

SONG Kunjie ,  

YERZHAT Didar ,  

ZHOU Jiajing ,  

XUAN Tongtong ,  

XIE Rongjun ,  

摘要

Нано-кристаллы перовскита на основе галогенидов металлов (CsPbX₃) являются идеальными кандидатами для технологий дисплеев благодаря их превосходным оптоэлектронным свойствам, однако слабое связывание традиционных длинноцепочечных лигандов (таких как олеиновая кислота/олеиламин) и их длинная структура приводят к поверхностным дефектам и ограничивают перенос носителей заряда, что сдерживает улучшение производительности светоизлучающих диодов на основе перовскитов (PeLED). В данной работе разработан короткоцепочный, сильный хелатный лимонный кислотный лиганд (CA), который через карбоксильные (—COOH) и гидроксилные (—OH) группы образует координационные и водородные связи с поверхностью CsPbBr₃, эффективно пассивируя поверхностные дефекты нанокристаллов. Эксперименты и расчёты на основе теории функционала плотности (DFT) показали, что энергия адсорбции лимонного кислоты значительно выше, чем у традиционных олеиновой кислоты/олеиламина, что способствует равномерному распределению размеров нанокристаллов, значительному повышению квантового выхода фотолюминесценции (PLQY) и существенному снижению скорости безызлучательных рекомбинаций. Зеленые перовскитовые светодиодные устройства на базе нанокристаллов CsPbBr₃ с модификацией лимонной кислотой демонстрируют превосходную электролюминесценцию с максимальной внешней квантовой эффективностью (EQE) и токовой эффективностью, достигшими 13,58% и 42,93 кд/А соответственно. Разработанная стратегия низкозатратного лиганд инженерии предлагает новый метод контроля поверхности перовскитов и закладывает основу для расширения применения в фотодетекторах, солнечных элементах и других оптоэлектронных устройствах.

关键词

перовскит; светодиод; лиганд; внешняя квантовая эффективность

阅读全文