多离子协同作用改善了无矿发光二极管中CsSnBr₃的结晶和抗氧化

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 光电学是指光电子产品.
• 固态化学 固态化学

背景情况:

• 无锡 (Sn) 矿被探索为基矿发光二极管 (PeLED) 的无毒替代品.
• 锡矿膜遭受氧化和表面覆盖差,导致效率滚动和阻碍设备性能.
• 三维CsSnBr3矿显示出潜力,但在制造过程中面临着快速结晶的挑战,导致表面覆盖不足和增加的重组损失.

研究的目的:

• 制定一项战略,通过解决氧化和表面覆盖的问题来提高基PeLED的性能.
• 研究将多个有机结合到CsSnBr3矿膜中的协同效应.
• 优化基于Sn的PeLED的接口工程,以提高效率和稳定性.

主要方法:

• 采用了一种多离子协同策略,将formamidinium (FA+) 和thiophene ethylamine (TEA+) 离子引入到CsSnBr3矿中.
• 有机离子和CsSnBr3之间的键相互作用被用来控制结晶动力学和改善膜形态学.
• 使用乙醇胺和PEDOT:PSS和矿层之间的薄LiF层进行了接口优化.

主要成果:

• 添加FA+和TEA+离子有效地延迟了结晶,改善了表面覆盖,并在CsSnBr3膜中被动化了缺陷状态.
• 较小的FA+离子增强了矿晶体性,而较大的TEA+离子改善了表面覆盖和缺陷被动化.
• 优化的基于Sn的PeLED在670nm时实现了红色发射,最大发光率为151 cd m-2和0.21%的外部量子效率.

结论:

• 多离子协同作用的策略提供了一种可行的方法来克服锡矿在PeLED应用中的局限性.
• 通过阴子工程控制的结晶和缺陷被动化对于提高基于Sn的PeLED的性能至关重要.
• 这项工作表明了朝着高效和稳定的无矿发光二极管的有希望的途径.