【海川化工科技前沿】高性能纯红光钙钛矿LED制备成功

高性能纯红光钙钛矿LED制备成功
近日，中国科学技术大学姚宏斌、樊逢佳、林岳、胡伟团队通过给发光二极管(LED)“拍片子”，找到了纯红光钙钛矿LED性能瓶颈的原因，并成功制备出高性能纯红光钙钛矿LED。相关研究成果在线发表于国际学术期刊《自然》。


　　研究团队主要解决了纯红光钙钛矿LED亮度提高时效率骤降的问题。他们自主研发出给LED“拍片子”的电激发瞬态吸收光谱技术，通过探测LED内部的电子和空穴，发现空穴泄漏到电子传输层是纯红光钙钛矿LED性能瓶颈的原因。

　　研究团队提出一种新的材料结构设计——三维钙钛矿异质结，有效抑制了空穴泄漏。研究人员在钙钛矿晶格内部插入有机分子，改变发光层晶体结构，构建了阻拦空穴离开发光层的宽带隙能垒，在实现载流子限域的同时，保持高迁移率。

　　基于三维钙钛矿异质结开发的纯红光钙钛矿LED峰值外量子效率达到24.2%，与顶级有机发光二极管(OLED)水平相当;最大亮度为24600坎德拉/平方米，相比之前报道的纯红光三维钙钛矿LED提升了3倍。

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(出处: 海川化工论坛)

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(出处: 海川化工论坛)

红光钙钛矿LED作为三基色之一的光源，在未来高清显示领域极具潜力，但目前存在亮度与效率难以兼顾等研究难点。



针对纯红光钙钛矿LED亮度提高时效率骤降的问题，研究团队自主研发了给LED“拍片子”的“黑科技”——电激发瞬态吸收光谱技术（EETA），探测LED内部的电子（负电）和空穴（正电），发现空穴泄漏到电子传输层是纯红光钙钛矿LED性能瓶颈的原因。



EETA结果指出，更好地限域空穴、抑制其泄漏，是实现高性能纯红光钙钛矿LED的关键。



研究团队提出了一种全新的三维钙钛矿异质结设计方法，在钙钛矿晶格内部插入有机分子，改变发光层晶体结构，构建了阻拦空穴离开发光层的“水坝”——“宽带隙能垒”，在实现载流子限域的同时，保持高迁移率。



研究团队对这一创新型设计进行了理论结构分析，并利用球差电镜充分验证了这一材料。