Исследовательская группа профессора Цуй Линьсонга из Университета науки и технологий Китая (USTC) в сотрудничестве с командой профессора Сэмюэля Д. Стрэнкса из Кембриджского университета разработала новую стратегию повышения производительности синих светодиодов ( светодиоды) на основе перовскитных материалов. Их работа была опубликована в журнале Nature Photonics.
Перовскитовые светодиоды стали многообещающей технологией нового поколения для освещения и дисплеев благодаря своим превосходным люминесцентным свойствам и экономической эффективности. Хотя значительный прогресс был достигнут в области зеленых, красных и ближних инфракрасных перовскитных светодиодов, разработка синих перовскитных светодиодов отстает, что представляет собой серьезное узкое место в этой области.
Чтобы решить эту проблему, исследовательская группа разработала многофункциональную ионную добавку — хлорид бис(трифенилфосфин)иминия (PPNCl) с множественными заряженными резонансными формами и динамическим электронным состоянием. Это соединение позволяет точно контролировать состав и распределение фаз перовскита, эффективно подавляя каналы безызлучательной рекомбинации и миграцию ионов, тем самым значительно улучшая эффективность и стабильность синих перовскитных светодиодов.
PPNCl взаимодействует с компонентами перовскита посредством водородных связей, влияя на процесс кристаллизации и способствуя переходу в высокоразмерные фазы с повышенной эффективностью люминесценции.
Исследования спектроскопии переходного поглощения (ТА) также показали, что PPNCl ускоряет процессы переноса энергии от низкоразмерных фаз к высокоразмерным, подавляя неполную передачу энергии и потери энергии из-за безызлучательной рекомбинации в низкоразмерных фазах.
Кроме того, молекулы PPNCl координируются с компонентами перовскита и проявляют электростатические взаимодействия , эффективно пассивируя дефекты в пленках перовскита и ингибируя миграцию ионов галогенидов, что приводит к значительному повышению эффективности люминесценции и спектральной стабильности пленок перовскита.
Благодаря эффективному контролю с помощью PPNCl фазового распределения перовскита, дефектных состояний и миграции ионов были достигнуты высокоэффективные и стабильные синие перовскитовые светодиоды. Эти устройства демонстрируют пиковую внешнюю квантовую эффективность (EQE) 21,4% (пик излучения при 483 нм), что означает самый высокий КПД, достигнутый на сегодняшний день для синих перовскитных светодиодов. Кроме того, стабильность устройств была улучшена почти в 30 раз.
Это инновационное достижение открывает путь к дальнейшему совершенствованию характеристик синих перовскитных светодиодов, что свидетельствует о значительном прогрессе в технологии перовскитных светодиодов.
