Malgrat el ràpid desenvolupament de díodes emissors de llum (LED) basats en nanocristalls de perovskita emergents (PENCs), encara és difícil aconseguir dispositius integrats d'alta eficiència i alta brillantor a causa dels lligands aïllants de cadena llarga utilitzats pels PENCs.
Aquí, investigadors de UESTC i altres unitats van desenvolupar penics de bromur de plom formamidina altament luminiscents i estables, amb taps amb lligands aromàtics curts d'àcid 2-naftalenesulfònic (NSA) dissenyats racionalment, per al seu ús en LED. En comparació amb els lligands d'àcid oleic d'ús comú, les molècules de NSA no només van mantenir les propietats superficials del PENS durant el procés de purificació, sinó que també van millorar significativament les propietats elèctriques de la capa emissiva acoblada, assegurant una injecció / transport de càrrega eficient al dispositiu. L'electroluminescència del millor LED resultant mostra una alta brillantor de 67115 cd cm-2 i una eficiència quàntica externa màxima del 19,2%.
L'article relacionat es va publicar a la revista ACS Energy Letters amb el títol "Díodes emissors de llum de perovskita d'alta brillantor basats en nanocristalls FAPbBr3 amb lligands aromàtics dissenyats racionalment".
Els nanocristalls de perovskita d'halur metàl·lic (PENCs) s'han convertit recentment en candidats a díodes emissors de llum de baix cost i d'alt rendiment (LED). Els PENCs d'alta qualitat amb rendiment quàntic de luminescència gairebé unitària (PLQY) es poden obtenir en condicions de síntesi suaus a causa de la seva propietat única d'alta tolerància a defectes. A més, l'emissió de llum dels PENCs presenta una àmplia sintonització i una estreta línia d'emissió a través de tot l'espectre visible, el que resulta en una gamma de colors ultra àmplia que cobreix al voltant del 100%. Això el converteix en el millor candidat per a aplicacions de visualització d'alta resolució.
En els últims anys, amb una àmplia investigació sobre la síntesi de materials i passivació superficial dels PENCs, l'eficiència quàntica externa (EQE) de LED relacionats ha augmentat ràpidament de prop del 0,1% a valors alts de més del 20%, que és comparable a les tecnologies de luminescència comercial. Tot i els impressionants avenços en la realització de LED d'alta eficiència basats en PENS, la majoria dels dispositius d'última generació tenen poc o cap EQE integrat pel sistema i una alta brillantor. Això està limitat principalment per la mala injecció / transport de càrrega en el dispositiu, que s'origina a partir de les propietats aïllants dels lligands orgànics de cadena llarga comunament utilitzats en pencs.
Per ajustar les propietats superficials dels PENCs, a més de l'oleylamina de cadena llarga i l'àcid oleic (OA) d'ús comú, s'han explorat una sèrie de lligands alternatius i s'han desenvolupat moltes estratègies útils de gestió de lligands post-síntesi. No obstant això, a causa de la unió de lligands altament dinàmic i l'estructura cristal·lina iònica de les perovskites, les propietats superficials i la integritat estructural dels PENC són molt sensibles a l'entorn químic circumdant durant la síntesi col·loïdal i el postprocessament, el que fa que la realització de l'enginyeria racional de lligands dels PENCs sigui extremadament alta. desafiador. Per tant, els lligands superficials adequats que poden mantenir l'alta eficiència lluminosa i l'excel·lent estabilitat col·loïdal dels PLC, alhora que garanteixen les propietats elèctriques efectives de la capa emissiva resultant, són crucials per a la millora futura del rendiment dels LED relacionats.
En aquest treball, els autors informen d'un LED d'alta brillantor i alta eficiència basat en el bromur de formamidina de plom d'emissió verda pura (FAPbBr3), revelant un intercanvi eficient de lligands i / o compensació de PENS durant la purificació fàcil mitjançant dissolvents que contenen NSA, millorant així l'estabilitat de la solució col·loïdal i els ALTS PLQYs. A més, les capes emissives acoblades dels PECs NSA mostren bones propietats de transport de càrrega, que poden originar-se a partir del fort acoblament de PECs induït per molècules de NSA. En incrustar un emissor optimitzat NSA FAPbBr3 en un LED complet, el dispositiu exhibeix un pic d'electroluminescència verda (EL) a 532 nm amb una amplada de mitja alçada (fwhm) d'aproximadament 21 nm, corresponent a les coordenades de la Comissió Internacional d'Il·luminació (CIE) (0.19,0.77), el color primari verd.
Fig.1 Síntesi i caracterització de materials
Figura 2 Propietats d'enquadernació lligand dels PENCs
Figura 3 Característiques del dispositiu d'un sol portador
Figura 4 LED basats en nanocristalls de perovskita FAPbBr3
