科研專欄 / ENLITECH
作者:北京大學(xué)周歡萍團隊
DOI: 10.1002/adma.202102246
Advance Materials (IF 30.849) 期刊在2021年8月刊登一項研究。金屬鹵化物鈣鈦礦因為具有高缺陷耐受性、高色純度(發(fā)射峰半高寬窄)、可調(diào)帶隙和溶液加工性這些特性,相當(dāng)適合用于發(fā)光應(yīng)用的材料。而Quasi-2D (Q-2D)鈣鈦礦相較于典型的3D鈣鈦礦,具有更高的激子結(jié)合能和有效的輻射復(fù)合,展現(xiàn)優(yōu)異的發(fā)光性能。
由于Q-2D鈣鈦礦具有多晶相、晶界和界面,在能量轉(zhuǎn)移過程中會導(dǎo)致非輻射損失。透過操縱不同n相的結(jié)晶動力學(xué),使得在Q-2D鈣鈦礦中的能量轉(zhuǎn)移更有效率。研究者使用一系列堿金屬溴化物來控制Q-2D 鈣鈦礦的成核和生長,這可能與堿金屬離子和帶負(fù)電荷的PbBr64-框架之間的庫侖交互作用有關(guān)。
Li+、Na+、K+ 對 Q-2D 鈣鈦礦成核和生長的影響
研究者使用光焱科技電致發(fā)光絕對量子效率 / 光致發(fā)光量子產(chǎn)率量測系統(tǒng) (LQE-100-EL,現(xiàn)LQ-100X) 來對J-V-L 曲線、EQE、鈣鈦礦發(fā)光二極管 (light-emitting diode, LED)的操作穩(wěn)定性測量與PLQY測量進行量測。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),添加溴化鉀 (KBr) 將限制高n相的成核并允許低n相的后續(xù)生長。成核和生長的互相配合,有助于更均勻的n相分布并促進能量轉(zhuǎn)移,和更有序的晶體結(jié)構(gòu)。而優(yōu)化后的PEA2FA2Pb3Br10薄膜具有66.8%的光致發(fā)光量子產(chǎn)率 (photoluminescence quantum yield, PLQY)。此外,高效率綠色Q-2D鈣鈦礦LED更達到18.15%的EQE和25 800 cd m-²的亮度,進一步證實了一種優(yōu)化Q-2D鈣鈦礦LED性能的新方法,并強調(diào)了操縱結(jié)晶動力學(xué)的重要性。
本篇研究中,光焱科技LQ-100X不僅能協(xié)助PLQY、LED等特性進行量測,也能應(yīng)用于鈣鈦礦太陽能電池 (perovskite solar cell, PSC)的量子效率測量,是協(xié)助您實驗、申請計劃的好幫手。
Q-2D鈣鈦礦LED料件的性能
(d)添加0.5KBr的表現(xiàn)佳料件的J-V-L-EQE曲線。
(e)添加0.5KBr的50個料件的最大EQE直方圖。
(f)鈣鈦礦LED的穩(wěn)定性在 0.25 mA cm-²的恒定電流密度下,其初始亮度約為140 cd m-²。
如圖中的TA測量所示
添加Li/Na的薄膜表現(xiàn)出較慢的能量轉(zhuǎn)移和嚴(yán)重的能量損失
這是較低的PLQY
本文關(guān)鍵詞:
準(zhǔn)二維鈣鈦礦、Quasi-2D perovskite、發(fā)光二極管、LED、結(jié)晶動力學(xué)、crystallization kinetics、量子效率、Quantum Efficiency
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