Malgré le développement rapide des diodes électroluminescentes (LED)-basées sur les nanocristaux de pérovskite émergents (PENC), il est toujours difficile d'obtenir des dispositifs intégrés à haute-efficacité et haute-luminosité en raison de les ligands isolants à longue chaîne - utilisés par les PENC.
Ici, des chercheurs de l'UESTC et d'autres unités ont développé des PENC de bromure de plomb formamidine hautement luminescents et stables, coiffés de ligands aromatiques courts d'acide 2-naphtalènesulfonique (NSA) conçus de manière rationnelle, pour une utilisation dans les LED. Par rapport aux ligands d'acide oléique couramment utilisés, les molécules de NSA ont non seulement maintenu les propriétés de surface du PENS pendant le processus de purification, mais ont également considérablement amélioré les propriétés électriques de la couche émissive assemblée, assurant une injection/transport de charge efficace dans le dispositif. L'électroluminescence de la meilleure LED résultante montre une luminosité élevée de 67115 cd cm-2 et une efficacité quantique externe maximale de 19,2 %.
The related paper was published in the journal ACS Energy Letters with the title "High-Brightness Perovskite Light-Emitting Diodes Based on FAPbBr3 Nanocrystals with Rationally Designed Aromatic Ligands".
Les nanocristaux de pérovskite aux halogénures métalliques (PENC) sont récemment apparus comme des candidats pour les diodes électroluminescentes (LED) à faible-coût et-hautes performances-. Des PENC de haute-qualité avec un rendement quantique de luminescence proche-unitaire (PLQY) peuvent être obtenus dans des conditions de synthèse douces en raison de leur propriété unique de tolérance élevée aux défauts-. De plus, l'émission lumineuse des PENC présente une grande adaptabilité et une largeur de raie d'émission étroite sur l'ensemble du spectre visible, ce qui se traduit par une gamme de couleurs ultra-large couvrant environ 100 %. Cela en fait le meilleur candidat pour les applications d'affichage haute-résolution.
Au cours des dernières années, grâce à des recherches approfondies sur la synthèse des matériaux et la passivation de surface des PENC, l'efficacité quantique externe (EQE) des LED associées a rapidement augmenté, passant d'environ 0,1 % à des valeurs élevées de plus de 20 %. , qui est comparable aux technologies commerciales de luminescence. Malgré des progrès impressionnants dans la réalisation de LED haute-basées sur PENS-, la plupart-des-appareils à la pointe de la technologie-ont peu ou pas de système{{8 }} haut EQE intégré et haute luminosité. Ceci est principalement limité par une mauvaise injection/transport de charge dans le dispositif, qui provient des propriétés isolantes des ligands organiques à longue chaîne couramment utilisés dans les PENC.
Pour ajuster les propriétés de surface des PENC, en plus de l'oléylamine à longue chaîne et de l'acide oléique (OA) couramment utilisés, une série de ligands alternatifs ont été explorés et de nombreuses stratégies utiles de gestion des ligands post-synthèse a été développé. Cependant, en raison de la liaison hautement dynamique du ligand et de la structure cristalline ionique des pérovskites, les propriétés de surface et l'intégrité structurelle des PENC sont très sensibles à l'environnement chimique environnant pendant la synthèse colloïdale et le post-traitement, ce qui rend la réalisation rationnelle ingénierie des ligands des PENC extrêmement élevée. difficile. Par conséquent, des ligands de surface appropriés capables de maintenir le rendement lumineux élevé et l'excellente stabilité colloïdale des PENC, tout en garantissant les propriétés électriques efficaces de la couche émissive résultante, sont cruciaux pour l'amélioration future des performances des LED associées.
Dans ce travail, les auteurs rapportent une LED à haute{{0}}luminosité et-haute efficacité à base de bromure de plomb-formamidine à émission verte-pure (FAPbBr3), révélant un échange efficace de ligands et /ou compensation PENS lors d'une purification facile à l'aide de solvants contenant NSA-, améliorant ainsi la stabilité de la solution colloïdale et des PLQY élevés. De plus, les couches émissives assemblées de PEC NSA présentent de bonnes propriétés de transport de charge, qui peuvent provenir du fort couplage des PEC induit par les molécules NSA. En intégrant un émetteur NSA FAPbBr3 optimisé dans une LED complète, l'appareil présente un pic d'électroluminescence verte (EL) à 532 nm avec une largeur à mi-hauteur (fwhm) d'environ 21 nm, ce qui correspond à la Commission internationale de l'éclairage (CIE) coordonnées (0.19,0.77), la couleur primaire verte.
Fig.1 Synthèse et caractérisation des matériaux
Figure 2 Propriétés de liaison des ligands des PENC
Figure 3 Caractéristiques des appareils mono-porteurs
Figure 4 LED à base de nanocristaux de pérovskite FAPbBr3
