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半导体发光二极管(light-emitting diodes,LEDs)作为一类直接将电能转化为光能的光电器件,具有电光转换效率高,响应速度快以及轻巧节能等优势,在信息显示和固态照明领域得到广泛应用。当前基于一类低维半导体——量子点(quantum dots,QDs)材料的发光二极管(QLEDs)器件展现出宽色域,广视角和极佳色纯度等优势,已经成为新型显示技术的热门研究方向之一。然而,当前该领域的研究存在有性能优异的QDs种类少,制备工艺繁杂等问题,亟需开发低合成成本的新型高性能QDs材料与相应的光发射器件。卤素钙钛矿因其优异的光电性能从太阳能电池研究领域中脱颖而出,表现出令人惊叹的性能提升速度,并逐步开始在发光领域表现出极大的发展潜力。因此,探索钙钛矿QDs材料在LEDs器件中的应用,深入研究该材料发光行为以及相应器件优化机理等过程,对于扩大QDs家族成员和推动其未来可能的商业化应用来说是十分重要的。本学位论文主要以无机卤化物钙钛矿QDs为发光体,开发了一系列基于高温热注入法和室温合成法的钙钛矿QLEDs器件,并详细研究了影响该材料和相应发光器件性能的关键因素,通过QDs表面配体纯化,器件结构优化,表面无机配体优化等方法实现了高性能QLEDs器件构筑。主要的研究结果归纳如下:(1)全无机铯铅卤化物钙钛矿量子点的多色QLEDs器件。通过使用高温热注入合成技术,制备了高结晶度、单一形貌、窄尺寸分布的Cs Pb X3 QDs,并首次成功点亮了基于这类QDs的多色QLEDs器件。通过尺寸调控和组分调控策略,可以轻易调节所制备QDs在可见光范围的发光波长,其中绿光的荧光量子产率高达90%。基于此,设计合适的器件各功能层,促使电子和空穴在QDs层相遇并结合形成激子,进而通过辐射复合发光,成功构筑了蓝色、绿色和橙色的无机钙钛矿QLEDs器件。这三种QLEDs器件分别实现了742 cd/m2、946 cd/m2和528 cd/m2的器件亮度,外量子效率(EQE)分别为0.07%、0.12%和0.09%。三色的Cs Pb X3 QLEDs均表现出极窄的发射峰半峰宽(full width at half maxima,FWHM),在未来柔性高清显示、照明以及光通信应用领域表现出良好前景。(2)混合溶剂纯化法提升无机钙钛矿QLEDs器件性能。针对CsPbBr3 QDs本身离子特性和表面配体纯化难度大以及其QLEDs器件效率偏低的问题,发展了一种利用乙酸乙酯和己烷混合溶剂进行表面配体纯化的方法,实现了QDs墨水高稳定性、QDs薄膜高均匀性、高光致发光效率、有效电荷注入等四个要素的共存。得益于此,实现了6.27%EQE的CsPbBr3 QLEDs器件,比前期提高了近50倍,亮度也提升了一个数量级,超过了15000 cd/m2。该方法一定程度上解决了钙钛矿QDs提纯难题,有助于推动钙钛矿QDs材料与器件性能的进一步提升研究。(3)室温合成CsPbBr3 QDs的高性能QLEDs器件。针对Cs Pb X3材料本身离子晶体特性考虑,提出了一种室温合成法来制备高质量的CsPbBr3 QDs并且通过设计相应的器件结构,构筑了高性能的QLEDs器件。在室温、无惰性气体保护条件下,利用四辛基溴化铵,十二烷基二甲基溴化铵和辛酸短链配体的协同配合,获得了具有高墨水稳定性和超过90%荧光量子产率(PLQY)的CsPbBr3 QDs。同时,合成中使用的短链配体使得QDs发光层薄膜能够具有更有效载流子输运特性。另外,通过引入少量有机甲脒作为掺杂剂减少了QDs薄膜非辐射复合中心,进一步改善了QDs薄膜的PLQY。最终,该室温QDs薄膜的高发光性能和有效电注入和传输特性使得CsPbBr3 QLEDs器件最高EQE提升到了11.6%。此外,大批量合成下的QDs所制得的QLEDs器件也成功实现了超过10%的EQE。(4)无机-有机配体混合钝化策略优化CsPbBr3 QLEDs器件性能。利用Zn Br2、Mn Br2、In Br3或Ga Br3等一类金属溴化物,提出了一种有机-无机混合配体钝化QDs的普适策略来改善CsPbBr3 QDs薄膜和LEDs器件性能。通过对采取该策略前后QDs的基本特征和组装薄膜的光学性质、电学性质深入研究,发现该策略能够有效减少钙钛矿QDs的表面缺陷位点,抑制非辐射复合,保证了QDs薄膜高效发光特性;此外,无机配体的引入能够显著改善载流子注入和输运性能,进而提升器件的复合效率。最终,实现了CsPbBr3 QLEDs器件最高16.48%的峰值EQE,这是迄今为止报道的基于无机钙钛矿QLEDs器件的最高效率。另外,引入无机配体后,发现CsPbBr3 QDs材料和器件的寿命均得到提升,其中器件寿命由37 min提高到136 min。