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氯化铯掺杂PEDOT∶PSS助力高效率、高亮度钙钛矿发光二极管

2021-03-10黎明亮林克斌卢建勋冯文静马青山张文华魏展画

液晶与显示 2021年1期

黎明亮,林克斌,卢建勋,冯文静,马青山,张文华*,魏展画*

(1.中国工程物理研究院 化工材料研究所 四川新材料中心,四川 成都 610200;2.华侨大学 材料科学与工程学院 发光材料与信息显示研究院,福建 厦门 361021)

1 引 言

近年来,新兴的金属卤化物钙钛矿因其具有窄带发射、可调波长、高光致发光量子产率(Photoluminescence Quantum Yield,PLQY)等优点,使其在光电领域拥有巨大的应用潜力,备受科研工作者的关注,这些优异的性质可能使其成为新一代发光二极管(Light-emitting Diodes,LEDs)材料。自从2014年,Friend与其同事首次在室温下制备了基于CH3NH3PbX3的钙钛矿发光器件以来[1],Pero-LEDs的性能得到显着改善,其EQE呈现高速增长,其中,红光、近红外和绿光Pero-LEDs在短时间内获得了超过20%的EQE[2-5]。然而,相对于成熟的有机发光二极管(Organic Light-emitting Diode,OLEDs)和量子点发光二极管(Quantum Dot Light-emitting Diode,QLEDs),Pero-LEDs在器件性能方面依然有很大差距[6-8]。

Pero-LEDs的一般结构包括负极电极、电子传输层(Electron Transport Layer,ETL)、钙钛矿发光层、空穴传输层以及正极电极。要实现高的发光效率,不仅要求钙钛矿发光层具有优异的光电性能,还需要传输层具有优异的载流子传输能力以及各层的光透过性。PEDOT∶PSS薄膜因其优异的导电性能、光透过率以及简单的溶液制膜工艺等优点,广泛应用于Pero-LEDs的HTL。然而,PEDOT∶PSS薄膜的HOMO能级为-5.0~-5.1 eV,与钙钛矿的价带(-5.6~5.9 eV)不匹配,对空穴传输不利,会引起空穴传输与电子传输效率的不平衡[6,9]。目前,已有一些改性措施应用在PEDOT∶PSS膜层中,用来改善其相关性能。Wang等人[10],通过在PEDOT∶PSS薄膜退火前滴入甲醇,降低了PEDOT∶PSS薄膜和CH3NH3PbBr3钙钛矿薄膜之间的势垒,提高了PEDOT∶PSS的空穴注入效率,使器件起亮电压和最大亮度从未处理的3.3 V与201 cd/m2提高到了甲醇处理后的2.4 V与1 565 cd/m2。……

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