量子点发光二极管载流子调控及稳定性研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:intangibly
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
量子点发光二极管(quantum dot light-emitting diodes,QLEDs)由于其高效率、广色域以及简便而经济的溶液加工等特性,在大面积电致发光显示和固态照明领域具有广泛的应用前景。经过20多年的研究,通过对量子点(quantum dots,QDs)核壳结构、表面配体和器件结构的研究与改进,QLEDs器件的发光性能得到了快速发展,然而其发光效率、工作寿命等方面仍有进一步提升的空间,而且器件在紫外光照下的稳定性和长期储存稳定性也还需要进一步改善,才有可能实现电致发光显示的产业化应用。QLEDs器件中各功能层的厚度一般只有几十纳米,各层材料以及界面性质对器件的载流子注入传输、激子复合和解离都会产生巨大影响,本文通过对电子注入材料和空穴注入界面修饰进行研究,有效提升了QLEDs器件的发光性能。在电子注入方面,将Mg掺杂ZnO进一步与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)共混,共同作为梯度合金红光量子点倒装器件的电子传输层(electron transport layer,ETL),QLEDs器件的发光性能得到大幅度改善。器件的最大外量子效率(external quantum efficiency,EQE)和在1000 cd/m~2下的T50寿命分别为8.4%和10064小时,分别是基于ZnO器件的3.2倍和6.3倍。研究发现,Mg掺杂ZnO并与PVP共混,一方面可以调整电子传输层的电子迁移率,降低器件的电子注入,来改善电子和空穴的载流子注入平衡;另一方面还可以降低Mg掺杂ZnO的表面缺陷,抑制电子传输层与QDs界面的自发电荷转移,增强QDs电中性,从而来降低了QDs的非辐射复合,实现发光性能改进的QLEDs器件。该研究表明,共混是对电子传输层注入传输能力以及表面性质进行调控的简单而有效的方式,调控电子传输层可以有效改善QLEDs器件性能。在空穴注入方面,通过在空穴传输层4,4’,4’’-tris(carbazol-9-yl)-triphenylamine(Tc Ta)和空穴注入层Mo Ox界面之间引入超薄中间层4,4’-bis(carbazol-9-yl)biphenyl(CBP),可以有效地改善器件的空穴注入能力,从而提升QLEDs器件性能。使红光QLEDs性能相比无中间层器件的最大EQE提升了28%,功率效率(power efficiency,PE)提升了54%,器件寿命也增加72%,在1000 cd/m~2亮度下,T50寿命可达到15606小时。研究发现,常用的空穴注入材料Mo Ox的费米能级会钉扎在有机空穴传输层Tc Ta深能级的展宽态密度当中,电荷首先要克服这些窄的态密度才能注入到有机传输层中,从而阻碍了空穴的注入。因此,插入具有更深HOMO能级的CBP中间层,可以消除Tc Ta与Mo Ox层之间的能级钉扎,有效提高空穴注入能力,从而提升QLEDs器件的载流子注入平衡,降低器件的驱动电压,大幅度改善红光QLEDs器件性能。该策略运用在绿光和蓝光QLEDs器件中,取得了类似提升器件性能的效果。在器件稳定性方面,针对基于ZnO电子传输层的倒装QLEDs器件进行研究,首次发现紫外光照和ZnO在器件储存过程中的自钝化均会提高器件的效率,但同样也会造成器件储存稳定性的降低。紫外光照可以通过激发ZnO表面吸附的氧以及缺陷态,来改善器件中电子的注入和传输,使器件表现出更好的性能,紫外光照处理5分钟后,器件的最大EQE和最大PE相比未紫外光照器件分别提高了26%和143%。此外,ZnO层会在储存过程中会发生钝化,在改善器件载流子平衡的同时也抑制了对QDs的激子猝灭,从而提升了器件性能,但这会造成器件储存稳定性的降低。因此采用稳定的Sn O2层替代不稳定的ZnO层作为QLEDs器件的电子传输层,有效改善了倒装QLEDs器件的紫外光照不稳定性和储存不稳定性问题。研究发现,由于Sn O2纳米颗粒的带隙宽,其对紫外光照不敏感,而且Sn O2有更好的水氧稳定性,所以基于Sn O2制备的QLEDs器件具有很好的稳定性。
其他文献
自然资源是经济系统运行的重要基础,环境污染是制约未来经济发展的关键问题。清洁利用可再生、数量大的生物质资源是解决环境问题、可持续发展的必然之路。开发低廉、大量、来源广的林业废弃物,发展绿色、高效、低成本的处理技术,是促进林业废弃物纤维高值利用和清洁生产的重要途径。本文以木材加工废弃物和林木修剪废弃物为纤维原料制浆,采用绿色、强氧化性臭氧进行处理,清洁制备了优良的漂白化学浆(BESP)和高性能的热磨
学位
姜黄素是一种天然的、无公害的以及具有抗氧化和抗菌等作用的活性物质,常用作抗生素替代物。首先,通过生长实验,考察姜黄素对生长中期草鱼(Ctenoph-aryngodon idella)生产性能、肠道生长发育、肠道消化吸收能力和氨基酸转运能力的影响及可能机制;第二,通过攻毒试验和体外试验,考察姜黄素对草鱼肠道抗氧化防御体系的影响,探索姜黄素对草鱼肠道细胞结构完整性的影响及机制;第三,通过攻毒试验和体外
学位
工业的快速发展在全球范围内造成了严重的环境污染。其中,有毒重金属的排放是造成污染的主要原因之一。在众多有害金属中,亚砷酸盐(As)、镉(Cd)和铅(Pb)的污染问题最为突出,并且由于其不可生物降解、具有高度致癌和潜在毒性等特点受到较多关注,一直是研究的热点。在过去的几十年里,吸附已被证明是一种从水体中去除有毒金属经济可行的方法。吸附过程在设计和操作方面具有较强的灵活性,并且在许多情况下都有较好的处
学位
胆碱是动物必需的维生素,本实验室前期研究发现饲粮胆碱可以提高生长中期草鱼生长性能,提高幼建鲤肠道消化吸收能力。然而关于胆碱对幼草鱼生长性能,消化吸收能力,肠道免疫功能的影响未见研究报道。本研究首先通过生长试验考察胆碱对幼草鱼生长性能、胆碱在肠道转运代谢、消化吸收能力和游离氨基酸含量及转运的影响,并确定幼草鱼的胆碱需要量,探索了胆碱对幼草鱼生长性能和消化吸收能力的影响及可能机制;第二,通过建立嗜水气
学位
土体是由宏-细-微观多个尺度量级颗粒构成的多相介质。不同尺度的颗粒对介质宏观力学特性影响不同,例如,粉粒黏粒等微小颗粒主要表达粒间黏聚效应,而沙砾石等粗颗粒则主要表达粒间摩擦作用。不同尺度颗粒以不同比例排列聚集形成不同组构,使土体具有复杂的力学特征。跨越宏-细-微观尺度对土体应力应变关系进行描述,可以考虑土体颗粒性和结构性的影响,这类本构理论可称为多尺度本构理论。然而,早期的尺度本构理论多在经典连
学位
航空航天等领域的高端装备正朝着大运力、高机动、长寿命、低能耗的方向发展,这就要求其关键零部件具有高性能、轻量化、高可靠性的特点。采用镁合金等轻质高强材料和带内筋的复杂薄壁筒形结构是提升零部件整体性能并实现轻量化的重要途径。热强旋是制备镁合金等难变形材料薄壁筒形件的一种有效方法。但由于镁合金的流变特性对温度、应变速率及应变等变形条件极度敏感,且热加工窗口狭窄,导致其热塑性变形行为十分复杂、热加工性能
学位
视觉伺服技术通过将图像传感器与机器人的有机结合,为传统工业机器人的控制系统带来了丰富的环境信息,使机器人通过与环境或人之间的信息交换进而代替人类承担更多精细、复杂的工作成为可能。但机器人视觉伺服系统自身及环境存在的多种因素会影响其实际应用:首先,现有机器人视觉控制系统在部署前必须经过专业标定,标定结果易受多种因素影响而逐渐失真,导致系统部署的便捷性及抗干扰能力下降;其次相机视野中存在的阴影、遮挡等
学位
基于稳态剪切流变加工原理的传统注塑成型缺乏降低分子链缠结程度、定向调控聚集态结构等能力,导致制件服役性能较弱。本课题组开发了体积脉动注塑成型装备来将振动力场引入到注塑成型全过程中,以实现振动剪切流变支配的加工方法,这能够诱导分子链解缠结、促进取向结构形成,为制造高质量注塑产品开拓了新途径。然而,体积脉动注塑成型工艺参数与制件微观结构及服役性能间内在关系不清晰,严重制约了装备的实际应用与发展。在振动
学位
新能源为主体的新型电力系统建设背景下,配电网正由传统的电能单向分配向多能流汇集与分发的新角色转变,配电网保护技术体系面临新挑战。长期以来,受配电网建设阶段性和地区差异性影响,配电网保护系统存在互感器、断路器等资源配置不完备与资源分布不均衡问题,造成保护系统故障感知及处理能力不足;另一方面,受配电网复杂运行环境影响,采样失效、开关失灵以及保护非预期动作等状态异常事件时有发生,引发配电网保护系统运行风
学位
个体出行行为预测(作为对个体未来出行特征的建模)对目前“智慧交通”背景下的个性化、差异化交通应用(如网约车,共享服务等)的运营及管理具有重要意义。对个体出行行为的准确预测,可以为系统的运营提供可靠的指导,从而提高管理及服务水平。然而,个体的出行行为具有高度复杂性,准确预测个体的出行行为是一个富有挑战的问题。本研究基于自动售检票(Automatic Fare Collection,AFC)系统数据中
学位