高性能纯红色钙钛矿发光二极管的晶粒内 3D 钙钛矿异质结构：开启高效发光新征程

时间：2025年5月8日

来源：Nature

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为实现纯红色钙钛矿发光二极管（PeLEDs）高亮度与高效率的同步提升，研究人员开展了相关研究。他们发现 3D CsPbI3-xBrx器件效率滚降由空穴泄漏引起，制备出含窄带隙发射体和宽带隙势垒的晶粒内异质结构，成果显著，极具意义。

金属卤化物钙钛矿是下一代发光二极管（LEDs）极具潜力的发光材料。实现纯红色钙钛矿发光二极管（PeLEDs）高亮度与高效率并存仍是研究目标。三维（3D）CsPbI_3-xBr_x发光体具备出色的载流子传输能力和高色纯度，有望用于制备高效超亮的纯红色 PeLEDs。然而，这类器件容易出现效率滚降问题，导致在高电流密度下效率和亮度较低。通过电激发瞬态吸收光谱，研究人员发现效率滚降是由空穴泄漏引发的。为此，他们开发出一种含有窄带隙发射体和宽带隙势垒的 CsPbI_3-xBr_x晶粒内异质结构，以此限制注入的载流子。通过将强键合分子引入 [PbX₆]^4-框架来扩展 3D CsPbI_3-xBr_x晶格，从而引入宽带隙势垒。这一策略制备出的纯红色 PeLEDs 亮度高、效率出色，亮度可达 24,600 cd m^-2 ，最大外量子效率为 24.2%，且效率滚降低，在 22,670 cd m^-2 的高亮度下仍能保持 10.5% 的外量子效率。