深蓝光钙钛矿发光二极管的器件研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:suxinlan2009
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金属卤化钙钛矿因其出色的光电特性(例如高载流子迁移率,高光致发光量子产率,高色纯度等)而被认为是未来应用于照明领域的理想材料。近年来,钙钛矿发光二极管发展迅速,其中具有绿光和红光发射的发光二极管器件外量子效率已超过20%。但是,蓝光(尤其是深蓝光)钙钛矿发光二极管的外量子效率以及稳定性仍远落后于红光与绿光钙钛矿,这严重限制了钙钛矿发光二极管在高性能广色域显示领域以及白光照明领域的应用。因此开发高性能与高稳定性的蓝光、深蓝光钙钛矿发光二极管对其走向应用具有重要的价值与意义。因此,本论文聚焦高性能蓝光以及深蓝光钙钛矿发光二极管的实现,包括深蓝光钙钛矿材料开发,器件结构优化等方面,研究内容主要分为以下两个部分:1、考虑到基于氯溴共混的混合卤素钙钛矿体系发光二极管在工作时普遍遭受较为严重的电致发光光谱红移问题,因此我们首先考虑构建单一卤素体系的、具备理想深蓝光发射(450-460 nm)的钙钛矿材料。因此我们探索了基于ABCl3纯氯体系的钙钛矿材料,通过对A位、B位离子进行组分调控以调节钙钛矿的吸收光谱,使其吸收边红移至理想的深蓝光波段,并以该种钙钛矿材料作为发光层制备发光二极管器件。2、基于三氯(3,3,3-三氟丙基)硅烷后处理实现颜色稳定的深蓝光钙钛矿发光二极管。在该过程中,三氯(3,3,3-三氟丙基)硅烷可以与手套箱中极其微量的水发生水解反应并释放处HCl,随后HCl可与已制成的天蓝光钙钛矿薄膜发生阴离子交换反应,通过控制该反应的反应时间,可以调控钙钛矿薄膜中氯离子与溴离子的比例,从而实现深蓝光发射。与此同时,水解后的硅烷分子中的部分羟基可以发生交联反应从而存在于钙钛矿的表面,同时其它羟基可以与卤素之间发生氢键相互作用,从而在一定程度上缓解混合卤素钙钛矿的相分离问题。在此基础上我们制备出了电致发光峰位于458nm,最大外量子效率达1.1%,最大亮度达130 cd m-2的深蓝光钙钛矿发光二极管,其CIE坐标为(0.146,0.045),满足国际电信联盟的最新Rec.2020标准。
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