【科研专栏】LQ-100X如何优化Q-2D钙钛矿LED性能?

发表时间:2021-12-22      点击次数:200

科研专栏 / ENLITECH

 

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作者:北京大学周欢萍团队

DOI: 10.1002/adma.202102246

 

Advance Materials (IF 30.849) 期刊在2021年8月刊登一项研究。金属卤化物钙钛矿因为具有高缺陷耐受性、高色纯度(发射峰半高宽窄)、可调带隙和溶液加工性这些特性,相当适合用于发光应用的材料。而Quasi-2D (Q-2D)钙钛矿相较于典型的3D钙钛矿,具有更高的激子结合能和有效的辐射复合,展现优异的发光性能。

 

由于Q-2D钙钛矿具有多晶相、晶界和界面,在能量转移过程中会导致非辐射损失。透过操纵不同n相的结晶动力学,使得在Q-2D钙钛矿中的能量转移更有效率。研究者使用一系列碱金属溴化物来控制Q-2D 钙钛矿的成核和生长,这可能与碱金属离子和带负电荷的PbBr64-框架之间的库仑交互作用有关。

 

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Li+、Na+、K+ 对 Q-2D 钙钛矿成核和生长的影响

 

研究者使用光焱科技电致发光绝对量子效率 / 光致发光量子产率量测系统 (LQE-100-EL,现LQ-100X) 来对J-V-L 曲线、EQE、钙钛矿发光二极管 (light-emitting diode, LED)的操作稳定性测量PLQY测量进行量测。

 

结果发现,添加溴化钾 (KBr) 将限制高n相的成核并允许低n相的后续生长。成核和生长的互相配合,有助于更均匀的n相分布并促进能量转移,和更有序的晶体结构。而优化后的PEA2FA2Pb3Br10薄膜具有66.8%的光致发光量子产率 (photoluminescence quantum yield, PLQY)。此外,高效率绿色Q-2D钙钛矿LED更达到18.15%的EQE和25 800 cd m-²的亮度,进一步证实了一种优化Q-2D钙钛矿LED性能的新方法,并强调了操纵结晶动力学的重要性。

 

本篇研究中,光焱科技LQ-100X不仅能协助PLQY、LED等特性进行量测,也能应用于钙钛矿太阳能电池 (perovskite solar cell, PSC)的量子效率测量,是协助您实验、申请计划的好帮手。

 

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Q-2D钙钛矿LED料件的性能

(d)添加0.5KBr的表现佳料件的J-V-L-EQE曲线。

(e)添加0.5KBr的50个料件的最大EQE直方图。

(f)钙钛矿LED的稳定性在 0.25 mA cm-²的恒定电流密度下,其初始亮度约为140 cd m-²。

 

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如图中的TA测量所示

添加Li/Na的薄膜表现出较慢的能量转移和严重的能量损失

这是较低的PLQY

 

本文关键词:

准二维钙钛矿、Quasi-2D perovskite、发光二极管、LED、结晶动力学、crystallization kinetics、量子效率、Quantum Efficiency

 

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