El control de distribución permite LEDs de perovskita de dimensiones reducidas eficientes

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Optoelectrónica y sus derivados
• Tecnología de puntos cuánticos

Sus antecedentes:

• Los LED de punto cuántico de perovskita (QD) ofrecen altas eficiencias cuánticas externas (EQE) y emisión de banda estrecha, pero carecen de estabilidad operativa.
• Las perovskitas de dimensión reducida (RDP) muestran potencial para mejorar la estabilidad y el rendimiento cuántico de fotoluminiscencia debido a las altas energías de unión de excitones.
• Los LED anteriores basados en RDP sufrieron EQE y pureza de color más bajos, atribuidos a pozos cuánticos variables confinados (QW) que causaron recombinación no radiativa y emisión ampliada.

Objetivo del estudio:

• Diseñar RDP con una distribución de espesor QW monodispersa para mejorar el rendimiento del LED.
• Mejorar la estabilidad y la eficiencia de los LED basados en RDP mediante la reducción de las pérdidas de recombinación no radiactiva.
• Desarrollar un nuevo aditivo para controlar la formación de la película RDP y la pasivación de las superficies de perovskita.

Principales métodos:

• Sintetizó un aditivo de óxido de trifenilfosfina fluorado para controlar la polidispersidad de RDP y pasivar las superficies de QW.
• Utilizó el enlace de hidrógeno del aditivo con cationes orgánicos para controlar la difusión durante la deposición de la película, suprimiendo la formación de QW de bajo espesor.
• Utilizó el enlace de coordinación de la fracción de óxido de fosfina para pasivar los límites de grano de perovskita y suprimir la formación de defectos.

Principales resultados:

• Se obtienen películas delgadas RDP compactas, lisas y uniformes con emisión de banda estrecha y alto rendimiento cuántico de fotoluminiscencia.
• LED RDP demostrados con un EQE máximo del 25,6% (promedio del 22,1% en más de 40 dispositivos).
• Se observó una mejora de diez veces en la estabilidad de funcionamiento, con una vida media de dos horas a 7200 cd / m2 de luminancia, superando a los LED de perovskita de alta EQE anteriores.

Conclusiones:

• El aditivo bifuncional controla eficazmente el grosor del RDP QW y pasiva las superficies, lo que da lugar a una calidad de película superior.
• Los PDR desarrollados presentan una EQE y una estabilidad de funcionamiento significativamente mejoradas en comparación con los LED de perovskita existentes.
• Este trabajo presenta una estrategia prometedora para avanzar en dispositivos optoelectrónicos estables y eficientes basados en perovskita.