在平板顯示器和固態(tài)照明應用中，不斷增加了更高效、更明亮的薄膜發(fā)光二極管 light-emitting diodes的需求，從而加快了對三維(3D)鈣鈦礦的研究。這些材料表現(xiàn)出了較高的電荷遷移率和較低的量子效率下降droop(注：隨電流密度上升而導致不必要的效率下降，通常稱為“光效下降" (droop))，為此，成為實現(xiàn)具有增強亮度的高效LED有希望的候選材料。
為了提高LED效率，關鍵是在促進輻射復合的同時，最小化非輻射復合。各種鈍化策略已用于降低3D鈣鈦礦膜中的缺陷密度，以接近單晶的水平。然而，緩慢的輻射(雙分子)復合過程，將3D鈣鈦礦的光致發(fā)光量子效率photoluminescence quantum efficiencies (PLQEs) 限制為小于80%，導致LED器件的外部量子效率external quantum efficiencies (EQEs) 小于25%。
Acceleration of radiative recombination for efficient perovskite LEDs.高效鈣鈦礦LED的輻射復合加速。
圖1: 鈣鈦礦膜的制造過程和表征。
圖2: 雙添加鈣鈦礦LED的器件結(jié)構(gòu)和性能。
圖3: 鈣鈦礦膜的光學性質(zhì)。
圖4: 鈣鈦礦膜的結(jié)構(gòu)表征。
南京工業(yè)大學/福建師范大學李夢夢Mengmeng Li, Zhiyuan Kuang，Lin Zhu, 黃維院士Wei Huang & 王建浦Jianpu Wang等，復旦大學Yingguo Yang(一作)等，在Nature上發(fā)文，提出了一種雙添加劑結(jié)晶方法，以形成高效的3D鈣鈦礦，從而實現(xiàn)了96%光致發(fā)光量子效率PLQE。
這種方法促進了四方相FAPbI3鈣鈦礦的形成，以其高激子結(jié)合能而聞名，這有效地加速了輻射復合。這一成果，實現(xiàn)了具有32.0%記錄峰值外部量子效率EQE鈣鈦礦LED，即使在100mAcm-2高電流密度下，效率也保持大于30.0%。這些發(fā)現(xiàn)，為促進高效高亮度鈣鈦礦LED的發(fā)展，提供了有價值的見解。
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