El 25 de novembre, l'equip del professor Wei Zhanhua de l'Institut de Materials Luminiscents i Visualització d'Informació i l'Escola de Ciència i Enginyeria de Materials de la Universitat de Huaqiao i l'equip del professor Edward H. Sargent, Departament d'Enginyeria Electrònica i Informàtica, Universitat de Toronto, va publicar conjuntament una publicació en línia a la principal revista acadèmica internacional Nature. Document d'investigació El control de distribució permet LED de perovskita de -dimensions reduïdes eficients. Aquest treball aconsegueix una millora significativa en el rendiment i la vida útil dels dispositius LED de perovskita mitjançant la passivació de defectes i la regulació de la dimensió del centre de luminiscència, i s'espera que s'apliqui a nous camps de visualització i il·luminació en el futur.
Nature is one of the most influential academic journals in the world, dedicated to reporting and commenting on the most important breakthroughs in global scientific research. It is worth mentioning that in 2018, Huaqiao University published the official journal of Nature as a correspondence unit for the first time. Three years later, Huaqiao University once again published a paper in Nature as a communication unit, marking that the school's scientific research level has been significantly improved and it has entered the fast lane of sound development.
Les perovskites d'halogenurs metàl·lics tenen excel·lents propietats optoelectròniques, com ara un alt coeficient d'extinció molar, una llarga distància de migració del portador, un interval de banda d'energia ajustable i una alta tolerància als defectes, i tenen àmplies perspectives d'aplicació en els camps de les cèl·lules solars i els díodes emissors de llum- . Les perovskites d'halogenurs metàl·lics es poden classificar en zero-dimensionals, de baixa-dimensionalitat i tri-dimensionals segons la diferència d'estructura cristal·lina microscòpica. Entre ells, els materials de perovskita de -dimensions baixes tenen un efecte de confinament quàntic, una gran energia d'unió de l'excitó, la recombinació no-radiativa no és fàcil de produir-se i l'eficiència lluminosa és alta.
No obstant això, per desenvolupar materials de perovskita d'halogenurs metàl·lics de baixa -dimensionalitat eficients i estables per a dispositius-emissors de llum, encara hi ha dos grans reptes: un és l'existència d'estats de defecte, que donarà lloc a la formació de centres de recombinació no-radiatius, que donen lloc a la migració d'ions, i és beneficiós per a l'eficiència lluminosa i l'estabilitat del dispositiu; el segon és la formació de pous quàntics mixtos multifàsics, que donaran lloc a la transferència d'energia del pou quàntic de banda ampla al pou quàntic de banda estreta sota excitació òptica i elèctrica, donant lloc a una dissipació, que no és favorable a la luminescència. del dispositiu. Eficàcia, puresa de color.
Figura 1. Diagrama esquemàtic del procés de formació de pel·lícules de tres tipus de pel·lícules que emeten llum-perovskita, en què PEA representa sal de fenetilamoni, TPPO representa òxid de trifenilfosfina i TFPPO representa òxid de tris(4-fluorofenil)fosfina.
In order to improve the performance of low-dimensional perovskite LED devices, Edward H. Sargent's team from the University of Toronto and Wei Zhanhua's team from Huaqiao University jointly proposed a surface passivation-well width control strategy for low-dimensional metal halide perovskites. As shown in Figure 1, in the anti-solvent-induced crystallization process, PbBr64-, MA plus and Cs plus ions first form perovskite precursor flakes, and then PEA plus organic cations interact with the precursor flakes to form low-dimensional perovskite luminescence. film.
En el grup de referència, la difusió ràpida i desordenada de PEA més cations orgànics condueix a la creació de centres de defectes i estructures de pou quàntic de dimensions desordenades. En el grup experimental, els enllaços P=O a les molècules TPPO i TFPPO poden interactuar amb els flocs precursors de perovskita mitjançant interaccions P{=O:Pb2 més, regulant eficaçment el procés de cristal·lització i reduint la generació de centres de defectes. A més, els abundants grups F de TFPPO poden interactuar amb PEA més cations orgànics, que tenen el paper d'alliberar lentament les matèries primeres i retardar el creixement dels cristalls i, finalment, formen una llum de perovskita d'alta-qualitat{{4}. }pel·lícula emissora de dimensions uniformes.
Figura 2 (a) Estructura esquemàtica, imatge -TEM transversal i diagrama esquemàtic de l'estructura del nivell d'energia dels dispositius LED de perovskita; (b) les corbes de tensió de corrent-corresponents, les corbes de tensió-de brillantor i les eficiències quàntiques externes de tres dispositius LED de perovskita- Corbes de brillantor; (c) distribucions estadístiques de les eficiències quàntiques externes de tres dispositius LED de perovskita; (d) corbes de tensió de corrent-de tres dispositius perovskita d'un sol-electró i d'un-forat; (e) Corbes de vida operativa basades en TFPPO-de dispositius LED de perovskita.
Tal com es mostra a la figura 2, aquesta pel·lícula té una morfologia superficial uniforme i densa, la longitud d'ona d'emissió és de 517 nm, l'amplada del pic de mitja emissió és de només 20 nm i l'eficiència de la fotoluminescència és propera al 100 per cent. L'eficiència quàntica externa del dispositiu LED verd preparat arriba al 25,6 per cent, i la vida útil d'operació arriba a les 2 hores amb una brillantor de 7.200 cd m-2, molt superior a la dels dispositius similars reportats fins ara.
El professor Wei Zhanhua va dir que en els últims anys, el rendiment del dispositiu i la vida útil dels LED de perovskita s'han millorat significativament, però encara queda molt camí per recórrer. En el futur, més científics hauran de treballar junts per millorar el rendiment de la sortida en estat estacionari-, la repetibilitat del dispositiu d'alta-eficiència i el rendiment de sortida espectral multi-color del dispositiu.
En aquest article, el Dr. Ma Dongxin, becari postdoctoral de la Universitat de Toronto, és el primer autor. Ha realitzat una investigació visitant d'un-any a la Universitat de Huaqiao; El Dr. Lin Kebin de la Universitat de Huaqiao és el segon autor i també ha fet importants contribucions a aquest treball. El Prof. Edward H. Sargent i el Prof. Wei Zhanhua són els autors corresponents. El treball de recerca ha comptat amb el fort suport de la Fundació Nacional de Ciències Naturals de la Xina, la Fundació de Ciències Naturals de la província de Fujian i el Fons d'Investigació Científica de la Universitat de Huaqiao.
