祁争健课题组在《先进材料》上发表最新研究成果

发布者:徐兆飞发布时间:2021-09-29浏览次数:101

近日,我院祁争健课题组在双添加剂协同策略制备高效率、高稳定性的绿光钙钛矿LED领域取得新进展。相关研究成果以“Perovskite Light-Emitting Diodes with EQE Exceeding 28% through a Synergetic Dual-Additive Strategy for Defect Passivation and Nanostructure Regulations”为题在线发表在材料领域国际顶尖期刊《ADVANCED MATERIALS》《先进材料》上。

金属卤化物钙钛矿材料被认为是最有前途的半导体材料之一。在钙钛矿LED领域,通过引入添加剂进行缺陷钝化是实现高外量子效率钙钛矿LED的有效策略,与3D钙钛矿相比,准2D钙钛矿长期以来被认为具有“能量漏斗”结构,因此具备较优异的光电特性。然而,由于高电流密度下所导致俄歇复合严重,大多数准2D钙钛矿LED在表现出外量子效率高的同时,却出现不令人满意的工作稳定性。针对上述问题,课题组首次报道了一种双添加剂协同作用制备高外量子效率兼具高稳定性的绿光钙钛矿LED的策略。以有机小分子冠醚(18-crown-6)与交联型大分子(聚乙二醇甲基醚丙烯酸酯,MPEG-MAA)优势互补和协同作用,制备出具有低缺陷密度、高环境稳定性的钙钛矿薄膜。研究发现,18-crown-6含有C−O−C基团在有效减少钙钛矿缺陷、阻滞有机配体自聚集的同时,还可诱导具 准核/壳结构的钙钛矿纳米晶体的形成。而交联型大分子MPEG-MAA上的C=C官能团则在钙钛矿薄膜中自发交联聚合形成梳状聚合物,对保护和钝化钙钛矿纳米晶体免受水和氧气的影响十分有利。实现的高效率、高稳定性的绿光钙钛矿LED,最大 EQE 可达 28.1%为目前钙钛矿LED的最高纪录同时,LED器件在空气环境中的使用寿命(T50)较现有文献报道增加十倍以上,为制造高效率和长使用寿命的 PeLED 的提出一种新颖有效的策略。



本文第一作者为我院博士生刘喆,我院祁争健教授、华南理工大学苏仕健教授、暨南大学侯林涛教授为共同通讯作者,东南大学为该工作的第一完成单位。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和江苏省科技成果转化等项目的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202103268