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发光二极管(light-emitting diodes,LEDs)作为新型绿色环保光源,是一种将电能转化成光能的半导体器件。近年来,铅卤钙钛矿因其高发光效率、高色纯度、连续可调光谱等特性而成为最具竞争力的新一代光电子半导体材料之一,在LEDs领域展现出了巨大的应用前景。尽管如此,基于钙钛矿的LEDs(Pe LEDs)仍然存在着诸多问题,例如由于铅卤钙钛矿材料为离子型晶体,其晶体结构易受水氧光热电等的影响,极易发生相变和离子迁移,所以Pe LEDs的工作稳定性和光谱稳定性较差。此外,蓝光钙钛矿材料低的荧光量子产率且与电荷传输材料之间不匹配的能级结构也使得蓝光Pe LEDs的效率偏低,这些都严重制约着Pe LEDs的进一步应用发展。本学位论文主要着手于改善蓝光Pe LEDs的发光性能,通过器件的界面优化和钙钛矿发光材料的组分调控,得到更匹配的界面材料和更高效的钙钛矿发光材料,并深入研究材料光电性能的变化及相应的光物理机制,实现性能改善的蓝光Pe LEDs器件的构筑。主要研究成果如下:1.空穴传输层筛选调控蓝光钙钛矿LEDs性能针对于常用的空穴传输材料(PEDOT:PSS)对钙钛矿多晶薄膜的发光不利性,通过筛选最终确定使用PVK的DMF溶液作为空穴传输材料,降低钙钛矿的淬灭和非辐射复合几率。针对PVK较差的空穴注入能力,引入P型掺杂分子F4-TCNQ,增加PVK主体材料中的空穴浓度,平衡器件中的载流子注入,从而改善器件的亮度及效率,同时降低启亮电压。相比于PEDOT:PSS,基于P型掺杂空穴传输层的蓝光器件的外量子效率(EQE)达到了4.7%,实现了3.8倍的提升,其电致发光(EL)峰位于485 nm,同时亮度也获得了近2倍的改善。2.2D/3D能量级联通道优化蓝光钙钛矿LEDs性能提出了一种自组织可控形成2D/3D能量级联通道的策略,主要通过在前驱体溶液中引入适量的GABr,并经过一步旋涂工艺自发形成2D/3D复合相钙钛矿来实现,促进宽带隙到窄带隙发生能量转移,2D钙钛矿的限域作用能够抑制载流子从3D钙钛矿到2D钙钛矿的扩散,从而增加3D钙钛矿发光相中的电子和空穴密度,提高辐射复合几率;同时GABr的引入能够有效钝化缺陷,降低载流子在缺陷位点处的捕获,进一步促进辐射复合发光。利用前一个工作的P型掺杂空穴传输材料构筑器件,EQE最终高达8.2%,与未掺杂GABr的器件相比实现了5.4倍的提升,其EL发射峰位于492 nm,且器件工作寿命也获得2.6倍的改善。3.Rb掺杂提升蓝光钙钛矿LEDs效率针对钙钛矿量子点(quantum dots,QDs)热注射法合成所需的高温和惰性气氛的苛刻条件限制,本章利用室温合成方法制备得到蓝光钙钛矿Cs Pb BrxCl3-x QDs,并通过在合成过程中引入适量碱金属Rb阳离子替换部分Cs+,降低钙钛矿QDs的缺陷态密度,从而抑制缺陷态能级对载流子的捕获;同时增加钙钛矿的空穴迁移率,改善空穴在器件中的电输运特性。Rb含量为10%时,QLEDs器件的亮度从577 cd m-2增加到1135 cd m-2;Rb含量为20%时,器件的EQE从1.37%增加到2.43%。4.胺基功能团抑制蓝光钙钛矿LEDs光谱漂移针对混合卤素钙钛矿导致发光器件的光谱漂移问题,利用室温合成的蓝光Cs Pb BrxCl3-x QDs,提出了一种胺基掺杂策略来抑制器件在电场作用下的光谱移动,该策略是通过在合成过程中引入适量带有胺基基团的GA或FA阳离子实现的。胺基功能团增加了钙钛矿晶体的离子迁移能垒,因而加大了卤素离子的迁移难度,抑制光谱发生漂移;同时胺基降低了钙钛矿晶体中的非辐射复合,促进复合发光。所得QLEDs具有良好的工作稳定性和光谱稳定性,电压从3 V升高到7 V过程中,掺杂器件具有固定不变的EL发射峰位,分别为490.5 nm(GA)和492.5 nm(FA),且7 V高电压下的NTSC色域保存量也提升了近40%。与此同时,GA和FA掺杂器件的EQE也从1.3%分别提高到3.02%和4.14%。