金属卤化物钙钛矿薄膜已被阐发是发光二极管器件最有前途的候选者之一。高色纯度是金属卤化物钙钛矿薄膜发光二极管（PeLED）的过失特征，同期具有高光致发光量子产率、宽可调带隙和高载流子挪动率。高色纯度不错统统餍足超高清露出器所需的色域（Rec.2020）。单晶钙钛矿薄膜由于具有各向异性的载流子传输行为和较低的劣势浓度，比多晶钙钛矿薄膜阐发出更优异的载流子传输性能和褂讪性。另一方面，电致发光器件发光层的色纯度，发光半峰宽full width at half maximum (FWHM)的不均匀加宽主如若由晶体无序和劣势的散射引起的，而FWHM的均匀加宽是由电子-声子耦合引起的。值得防御的是，相纯度差且相散播宽会导致容颜杂质，尤其是关于搀杂2D-3D相的准2D钙钛矿。具有强电子-声子耦合的小n相（n=1、2和3；其中n示意无机层的数目）以非辐射复合为主，这可能导致FWHM的均匀加宽。因此，低劣势密度和相纯单晶钙钛矿薄膜具有竣事更高容颜纯度的后劲。

单晶钙钛矿薄膜算作电致发光器件发光层，天然自体格劣势劣势浓度低，然则名义劣势对消了单晶的固有上风。因此，单晶钙钛矿LED当今并莫得阐发出高色纯度的上风。同期，名义钝化是防止PeLED钙钛矿薄膜名义劣势的最灵验步履。防止单晶钙钛矿的名义劣势可能是普及单晶钙钛矿LED器件中电致发光色纯度的灵验阶梯。干系词，单晶钙钛矿薄膜的名义景况与多晶钙钛矿薄膜的名义态有很大不同，这使得现存的钝化步履不相宜单晶光电器件。因此，有必要探索一种灵验的步履来防止单晶钙钛矿薄膜的名义劣势。

图1.单晶钙钛矿CsPbBr3薄膜的器件结构和器件性能。

咱们取舍了一种新的钙钛矿薄膜名义钝化步履 (图1)，即取舍甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 统统包裹钙钛矿CsPbBr3单晶薄膜的步履来防止名义劣势。商议闭幕标明，算作钝化层的超薄 PMMA 层不错显耀普及载流子寿命并防止名义劣势。通过取舍自撑握单晶钙钛矿薄膜进行钝化，商议团队奏效地构建了垂直 LED 器件，幸免了 LED 器件的角削发削发光和短路等问题。

图2.高色纯度单晶PeLED的名义劣势防止。

辐射复合FWHM拓宽可分为非均匀拓宽和均匀拓宽。非均匀FWHM增宽主要开始于晶体中的杂质。杂质增宽是由于杂质供体或受体与杂质的互相作用，这与散掷中心的数目成正比。声子的解离主要导致均匀的FWHM增宽。声子互相作用是晶格振动的闭幕。径直的带对带复合将主要通过辐射复合产生绿色辐照的光子。单晶钙钛矿的名义劣势密度远高于由悬空键和不配位原子引起的体劣势，这增多了非辐射复合的概率。由复合中心引起的Shockley-Read-Hall复合和由高名义劣势密度引起的俄歇复合王人将产生非辐射复合。非辐射复合将产生更多的声子来增强晶格振动，这将导致电致发光谱（EL）的均匀拓宽。因此，非辐射复合的发光将增多EL光谱的均匀FWHM。如果灵验地防止了名义劣势，则不错减少单晶名义的非辐射复合。因此，钝化后的CsPbBr3的EL光谱将愈加白皙。通过对超薄PMMA工艺的优化，咱们的CsPbBr3单晶钙钛矿薄膜LED不错竣事高色纯度，FWHM为15.8nm，这是当今绿色PeLED限制最高的色纯度。PL光谱的FWHM也有相同的趋势。钙钛矿单晶薄膜名义钝化后，EL和PL的FWHM王人显耀镌汰，这阐发单晶钙钛矿薄膜名义劣势的减少有助于钝化后发光的色纯度。

所有这个词自撑握的CsPbBr3单晶钙钛矿薄膜用PMMA包裹以得到统统包裹的结构。通过精准末端PMMA的厚度，用超薄PMMA包裹CsPbBr3单晶薄膜的名义。超薄PMMA算作钝化层来钝假名义和侧面的名义劣势。基于CsPbBr3单晶薄膜的LED不错竣事高色纯度（FWHM＝15.8nm），这是当今绿色PeLED的钙钛矿限制最高色纯度。此外，咱们基于钙钛矿单晶薄膜的器件不错竣事较大的发光面积（>2 mm2），从而成心于竣事沉寂单晶膜的毫米级遍及战役。这项责任展示了一种通过垂直器件结构钝化自撑握钙钛矿单晶薄膜的新阶梯。

 

这一服从近期发表在Advanced Functional Materials上，著述的第一作家是苏州大学动力学院博士商议生李鲁涛，通信作家为苏州大学动力学院邹贵付熏陶。

论文信息：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202301205

Surface Defect Suppression for High Color Purity Light-Emitting Diode of Free-Standing Single-Crystal Perovskite Film

 

Adv. Funct. Mater.， 2023， 2301205. DOI: 10.1002/adfm.202301205

 

91足交

导师先容：

邹贵付： https://www.x-mol.com/groups/Zou_Guifu

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