Advanced Optical Materials:多重阳离子工程助力高效蓝光钙钛矿量子点发光二极管

全无机钙钛矿量子点(All inorganic halide perovskite quantum dots, PeQDs)由于具有极高的量子点产率、较窄的发射峰半高宽、以及简单的合成过程而在发光显示领域得到广泛关注。目前红光和绿光钙钛矿量子点发光二极管(PeQDLEDs)的外量子效率(external quantum efficiency, EQE)均已超过了20%,而相应的蓝光器件效率仍然较低,特别是满足国际电视标准委员会(National Television Standards Committee, NTSC)标准的蓝光器件(发射峰位ELpeak <470 nm)的效率亟需提高。这主要是因为蓝光钙钛矿量子点自身较多的缺陷导致的较低量子产率,以及量子点价带位置较深造成的空穴注入困难。另外,目前对钙钛矿量子点的掺杂大都局限于单一离子的修饰,并且可能会引入杂峰。如果能够针对目前限制蓝光钙钛矿量子点发光二极管器件效率的关键问题,采用多重阳离子修饰,器件的性能有望得到进一步提高。

南京信息工程大学潘江涌和合作者针对目前蓝光钙钛矿量子点缺陷较多以及价带位置较深的问题,利用Rb和Ni离子分别对钙钛矿(ABX3, A = Cs, B = Pb, X = Cl and Br)的A位和B位进行掺杂修饰 。其中Rb离子的加入可以减少蓝光钙钛矿量子点中Cl离子的用量,并且提高成膜质量。而Ni离子的加入可以提高缺陷形成能以抑制量子点中缺陷的形成,同时通过理论计算和实验测试发现Ni离子掺杂还能提高量子点的价带位置,从而促进相应器件中空穴的注入,最终提高蓝光器件的效率研究者相信,此项研究将会提高符合NTSC标准的蓝光钙钛矿量子点发光二极管的效率,进而推动其在显示领域的应用。相关论文在线发表在Advanced Optical Materials(DOI: 10.1002/adom.202001494)上。