في مجال أجهزة الإنارة الكهربائية من البيروفسكايت (PeLEDs) ، يتأخر أداء أجهزة الإنارة الكهربائية الزرقاء عن الأجهزة المماثلة الأخرى بسبب نقص طرق التصنيع. هنا ، استخدم باحثون من معهد بكين للتكنولوجيا ، ومعهد داليان لبحوث الفيزياء الكيميائية ، والأكاديمية الصينية للعلوم ، ومعهد شنغهاي للفيزياء التطبيقية ، والأكاديمية الصينية للعلوم 2-phenylethylamine bromide (PEABr) و 3،3-diphenylpropylamine bromide (DPPABr) . ) من الروابط المختلطة لإعداد أغشية البلورات النانوية CsPbClBr2 في الموقع. أدى خلط الربيطين معًا إلى انبعاث ضوء أزرق قوي عند 470 نانومتر مع عائد كمي للتألق الضوئي يصل إلى 60 في المائة بسبب تكوين توزيع عرض بئر كم ضيق. على هذا الأساس ، تم الحصول على جهاز بيروفسكايت أزرق عالي الكفاءة مع أقصى كفاءة كمية خارجية تبلغ 8.8 بالمائة عند 473 نانومتر.
The related paper was published in the journal Nature Communication with the title "Dimension control of in situ fabricated CsPbClBr2 nanocrystal films toward efficient blue light-emitting diodes".
Perovskite light-emitting diodes (PeLEDs) have emerged as an emerging display technology due to their high color purity, high external quantum efficiency (EQE), and solution processability. Taking advantage of the ionic properties of metal halide perovskites, PELEDs can be directly fabricated by an in-situ fabrication technique of spin-coating perovskite precursor solutions on target substrates. Since room-temperature-operating perovskite electroluminescence (EL) devices were first reported in 2014, green, red, and near-infrared PeLEDs have achieved maximum EQEs of over 20 percent , comparable to organic light-emitting diodes and quantum dot light-emitting diodes. However, the performance of blue PeLEDs still lags behind their green, red, and near-infrared light-emitting diodes, especially for display applications in the pure blue region (455–475 nm), which is an obstacle to the development of full-color display technologies.
بشكل عام ، يمكن تحقيق التعديل الطيفي لبواعث نوع البيروفسكايت - عن طريق ضبط التركيب و / أو الحجم و / أو الحجم. عن طريق تقليل حجم كتلة البيروفسكايت أو إدخال هاليدات مختلطة ، تم بنجاح تحضير بلورات بيروفسكايت نانوية ثلاثية الأبعاد ذات الانبعاث الأزرق بنجاح. ومع ذلك ، فإن مشكلات كفاءة واستقرار أجهزة الإنارة الكهربائية الزرقاء القائمة على هذه البلورات النانوية الصغيرة من البيروفسكايت - ترجع أساسًا إلى عمليات التنقية المعقدة وفصل الطور.
هناك إستراتيجية أخرى لتحقيق - كفاءة عالية من PELEDs وهي إنشاء هياكل بيروفسكايت شبه ثنائية - ثنائية الأبعاد - ثنائية الأبعاد مع آبار كمية متعددة. ترتبط خصائص اللمعان الضوئي (PL) لهذه البيروفسكايت شبه ثنائية الأبعاد ارتباطًا وثيقًا بنقل الطاقة من المجالات n الصغيرة إلى الكبيرة. لقد وجد أن توزيع البيروفسكايت الكمي المسطح شبه ثنائي الأبعاد (QWD) ضروري لتسهيل نقل الناقل وتقليل فقد الطاقة الإضافي لتحقيق أجهزة كهروضوئية عالية الأداء. ومع ذلك ، لم يتم دراسة تأثير QWD على أجهزة EL.
من المعروف أنه يمكن التحكم في QWD عن طريق تعديل نسبة مخاليط السلائف أو بواسطة هندسة الترابط. هنا ، يتضح أن استخدام الروابط المزدوجة هو استراتيجية فعالة للتحكم في QWD لأغشية CsPbClBr2 النانوية المحضرة في الموقع. بروميد 2-فينيل إيثيل أمين (PEABr) عبارة عن يجند فعال لتشكيل نطاقات n صغيرة ، بينما 3،3-diphenylpropylamine bromide (DPPABr) عبارة عن يجند فعال لتكوين قيم n كبيرة. يمكن للاختيار الحكيم لنسبة اثنين من الروابط أن يضيق QWD مع الهيمنة المركزية لـ n=4.
يسهل هذا التحكم الفعال في الحجم نقل الطاقة بكفاءة ، مما ينتج عنه انبعاث قوي للضوء الأزرق بطول موجة 470 نانومتر مع عائد كمي PL (PLQY) يصل إلى 60 بالمائة. يعد استخدام الروابط المزدوجة ذات الميل لتشكيل نطاقات n صغيرة ونطاقات n كبيرة استراتيجية متعددة الاستخدامات لتحقيق QWD الضيق لخصائص PL المحسّنة. بناءً على الأغشية الرقيقة المُحسَّنة التي تم تحضيرها عن طريق خلط PEABr و DPPABr ، تم الحصول على - جهاز تلألؤ كهربائي أزرق عالي الكفاءة بحد أقصى لـ EQE يبلغ 8.8 بالمائة عند طول موجي يبلغ 473 نانومتر. (النص: نجمة أيسين جورو)
التين .1 الخصائص الهيكلية للأغشية الرقيقة النانوية CsPbClBr2. رسم تخطيطي - لعملية التحضير في الموقع للأغشية الرقيقة النانوية البلورية CsPbClBr2. تمت دراسة العلاقة بين الكثافة المتكاملة q لنمط GIWAXS لأغشية CsPbClBr2 النانوية بنسب مختلفة من DPPABr و PEABr.
التين .2 القياسات البصرية للأغشية الرقيقة النانوية CsPbClBr2. تمت دراسة - أطياف اللمعان الضوئي الثابتة وأطياف الامتصاص و - PLQYs لأغشية CsPbClBr2 النانوية بنسب مختلفة من DPPABr و PEABr.
Fig. 3 The effect of QWD on its carrier dynamics. a, b Peak FWHM evolution extracted from broad bleached peaks (425–470 nm) of D0P8, D4P4 and D8P0 samples. c Schematic illustration of the carrier behavior after excitation. The carrier recombination process can be divided into five stages: I, carrier formation; II, exciton transfer; III, charge transfer; IV, reverse charge transfer; V, continuous charge transfer and recombination.
Figure 4 Blue perovskite device features. Energy level diagram of an electroluminescent device. Cross-sectional TEM image of a multilayer electroluminescent device. c EL spectra at 3.6, 4.4 and 5.2V forward bias. d Current density-brightness-voltage characteristics of the best performing device. EQE – Voltage characteristics of optimal performance equipment. f Maximum EQE histogram of 28 devices.
