中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系、中科院強(qiáng)耦合量子材料物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的肖正國教授研究組在制備大面積天藍(lán)光鈣鈦礦LED領(lǐng)域中取得重要進(jìn)展。該研究團(tuán)隊(duì)通過刮涂過飽和的鈣鈦礦溶液來調(diào)控成核生長過程，成功制備出了大面積、高效率的天藍(lán)光鈣鈦礦LED，向鈣鈦礦LED照明的商業(yè)應(yīng)用邁進(jìn)了重要一步。相關(guān)成果以“Large-area and efficient sky-blue perovskite light-emitting diodes via blade-coating”為題，于2月18日發(fā)表在《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）雜志上。
金屬鹵化物鈣鈦礦LED具有良好的導(dǎo)電性，在較低電壓下能夠?qū)崿F(xiàn)很高的發(fā)光亮度，是下一代節(jié)能照明的理想之選。目前，紅光和綠光鈣鈦礦LED的效率都很高，但是白光照明中必不可少的天藍(lán)光/藍(lán)光鈣鈦礦LED的效率比較低，這主要是因?yàn)樘焖{(lán)光/藍(lán)光鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶過程更難控制，造成薄膜質(zhì)量比較差。目前，還沒有大面積的天藍(lán)光鈣鈦礦LED的相關(guān)報道。
圖1，刮涂過飽和溶液的結(jié)晶示意圖（a），以及鈣鈦礦薄膜的AFM圖（b）。小面積PeLED器件（0.04 cm2）的JV及EQE曲線（c），EL譜圖及CIE圖（d）。e,大面積鈣鈦礦薄膜的PL照片。f，大面積PeLED器件（28 cm2）工作時的照片。
肖正國課題組在刮涂制備大面積、高效率紅光鈣鈦礦LED的工作基礎(chǔ)上（Nat. Commun.12, 147, 2021），調(diào)整鈣鈦礦的組分為CsPb(Br0.84Cl0.16)3，并加入額外的鹵化胺添加劑來限制鈣鈦礦晶粒的生長并鈍化缺陷，實(shí)現(xiàn)天藍(lán)光發(fā)射。同時，用DMF部分代替DMSO得到更易揮發(fā)的、過飽和的鈣鈦礦前驅(qū)體溶液，在刮涂過程中，鈣鈦礦晶核會從過飽和溶液的內(nèi)部直接析出，這能有效地增加晶核密度并縮短晶核生長的過程，從而制備出均勻致密、小晶粒的鈣鈦礦薄膜，如圖1a, b所示。刮涂法制備出來的天藍(lán)光鈣鈦礦LED的外量子效率達(dá)到10.3%，EL峰位為489 nm,色坐標(biāo)為（0.071, 0.294）。同時，大面積鈣鈦礦LED（28 cm2）的發(fā)光均勻性和亮度都很好。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系肖正國教授為該論文的通訊作者，物理系博士研究生儲勝龍為該論文的第一作者。本項(xiàng)研究得到國家自然科學(xué)基金委、中科大人才團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目以及中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金的資助。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202108939
（來源：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)院、中科院強(qiáng)耦合量子材料物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、科研部）
