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2021-01-29 17:38 |
中國科大在大面積制備鈣鈦礦LED研究中取得進展
近日，中國科學技術(shù)大學物理學院、中科院強耦合量子材料物理重點實驗室及合肥微尺度物質(zhì)科學國家研究中心教授肖正國研究組，在大面積制備鈣鈦礦LED領(lǐng)域取得進展。該研究團隊使用基于氣刀輔助的刮涂法制備出大面積、高效率的鈣鈦礦LED，向鈣鈦礦LED照明的商業(yè)應用邁進了一步。相關(guān)研究成果以Large-area and efficient perovskite light-emitting diodes via low-temperature blade-coating為題，發(fā)表在《自然-通訊》雜志上。 I KeO&]k
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金屬鹵化物鈣鈦礦LED因為具有色域廣、帶隙易于調(diào)節(jié)、發(fā)光半峰寬窄、易于制備等優(yōu)勢，已成為新一代的LED器件。2014年，科學家首次報道室溫下發(fā)光的鈣鈦礦LED，其外量子效率（EQE）低于1%，短短幾年內(nèi)鈣鈦礦LED的EQE就已超過了20%，接近于商用有機LED（OLED）的水平，在照明和顯示領(lǐng)域展示出廣闊的應用前景。然而，目前高效率的鈣鈦礦LED均是基于旋涂法制備而成的，器件面積都很小(mm2量級)，無法滿足大面積商業(yè)照明的需求。刮涂法是一種基于溶液法就能制備出大面積薄膜的方法，但刮涂法制備鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶過程不易控制，制備的鈣鈦礦LED的EQE最高僅為1.1%，其器件面積也僅為9mm2。 U j)`(}r
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針對以上問題，肖正國課題組以有機無機雜化鈣鈦礦CH3NH3PbI3為研究對象，通過降低鈣鈦礦前驅(qū)液的濃度，引入4-氟苯甲胺，并結(jié)合氣刀輔助的方法，使薄膜結(jié)晶過程中形成更多的成核位點，從而制備出均勻致密的鈣鈦礦多晶薄膜，薄膜的表面粗糙度僅為0.8 nm。采用刮涂法制備的大面積鈣鈦礦薄膜（6 cm×9 cm），在厚度、表面粗糙度、熒光產(chǎn)率以及熒光壽命等方面均展現(xiàn)出良好的均勻性。采用刮涂法制備的鈣鈦礦LED器件的EQE最高達16.1%（0.04 cm2）以及12.7%（1 cm2）。超大面積（28 cm2）的鈣鈦礦LED工作時發(fā)出了非常均勻的紅光。同時，課題組采用刮涂法制備出基于PEN/ITO襯底的柔性鈣鈦礦LED，為制備大面積柔性光電子器件奠定了基礎(chǔ)。以上工作顯示了刮涂法制備大面積、高效率的鈣鈦礦LED的可行性以及將其應用于商業(yè)LED照明的前景。 =D^R,Q
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