硅基钙钛矿发光二极管(Si-based PeLEDs)因结合了钙钛矿优良的发光特性与硅工艺的成熟度而在特定的光电应用场景具有重大潜力。除此之外,硅衬底良好的导热特性将有效耗散器件在工作时产生的焦耳热,进而显著提升PeLEDs在大注入条件下的器件性能。然而,实现高效发光的Si-based PeLEDs仍具有挑战性。近日,浙江大学杨德仁院士团队的方彦俊研究员报道了高性能的硅基钙钛矿发光二极管器件。
通过构建微腔效应及MACl介导的钙钛矿相管理策略,在760 nm附近普遍实现了大于20%的外量子效率(EQE)。其中0.5 mg/mL的MACl用量可同时获得20.1%的EQE和155.9 mW cm-2的辐出度,而1.5 mg/mL的用量可获得20.3%的EQE。这是目前已知的最高效的顶发射PeLEDs及Si-based PeLEDs。
研究发现,通过精准调控器件内各功能层的厚度,Si-based PeLEDs可满足微腔谐振条件,从而在特定波长范围内具有超高的光提取率。在钙钛矿前驱体溶液中加入MACl可促进钙钛矿相由原先的准纳米晶结构向准二维结构发生转变。该转变过程所带来的PLQY的提升、PL寿命的提升、缺陷密度的减少是获得高性能Si-based PeLEDs的重要原因。
Yan Minxing et al. Tailoring the 2D/3D Phase Segregation for Highly Efficient Si-Based Perovskite Light-Emitting Diodes. ACS Materials Letters (2022)
DOI: 10.1021/acsmaterialslett.2c00656
source:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmaterialslett.2c00656