第一作者：Chang Yi

通訊作者：黃維，王建浦

通訊單位：南京工業(yè)大學

黃維，中國科學院院士、俄羅斯科學院外籍院士、美國國家工程院外籍院士、亞太材料科學院院士、東盟工程與技術(shù)科學院外籍院士、巴基斯坦科學院外籍院士、國際歐亞科學院院士，教育部“長江學者”特聘教授、國家杰出青年科學基金獲得者、國家“973”項目首席科學家。SCI主流學術(shù)期刊發(fā)表研究論文560余篇，國際同行引用逾30000余次。獲美國、新加坡和中國發(fā)明專利授權(quán)200余項，曾獲國家自然科學獎二等獎、何梁何利基金科學與技術(shù)進步獎、教育部自然科學優(yōu)秀成果獎一等獎、江蘇省科學技術(shù)獎一等獎等科技獎勵，入選“中國高等學校十大科技進展”等。

王建浦，教授、博士生導師，國家杰出青年基金獲得者，英國劍橋大學物理系獲博士學位，曾在三星電子韓國總部和劍橋大學卡文迪許實驗室從事研究工作，主要研究興趣為柔性電子學。曾任南京工業(yè)大學柔性電子（未來技術(shù)）學院/先進材料研究院常務副院長，現(xiàn)任常州大學副校長。

論文速覽

鈣鈦礦發(fā)光二極管（LEDs）因其高效率而備受關(guān)注，但其長期穩(wěn)定性問題限制了其商業(yè)化潛力。而離子遷移是影響鈣鈦礦發(fā)光二極管長期穩(wěn)定性的主要因素，鈣鈦礦薄膜中過量鹵素離子在晶界處的積累是導致離子遷移的主要原因。

本研究通過在鈣鈦礦晶界之間提升空穴傳輸層（HTL），發(fā)現(xiàn)可以有效地阻止離子遷移通道，從而實現(xiàn)高度穩(wěn)定的鈣鈦礦LEDs。通過減少鈣鈦礦的潤濕性，避免了上層空穴傳輸層滲透到鈣鈦礦晶界之間的空間，從而在過量鹵素離子和HTL之間形成了納米級間隙，有效抑制了離子遷移。采用這種結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了在100和20 mA cm^?2電流密度下分別達到256和1774小時的工作半衰期，這些壽命超過了高亮度有機LEDs的壽命。

?圖文導讀

圖1：鈣鈦礦LED中提升HTL結(jié)構(gòu)的形成。

圖2：控制組和TFPA-鈣鈦礦LED的特性。

圖3：新制和老化設備中I^?離子的分布。

圖4：鈣鈦礦LED的穩(wěn)定性。

總結(jié)展望

本研究通過引入一種獨特的納米結(jié)構(gòu)，即在鈣鈦礦晶粒之間提升空穴傳輸層，有效地抑制了離子遷移，實現(xiàn)了鈣鈦礦LEDs的創(chuàng)紀錄操作半壽命，分別為100 mA cm^?2電流密度下的256小時和20 mA cm^?2電流密度下的1774小時。

這些結(jié)果表明，通過提升HTL結(jié)構(gòu)，可以顯著提高鈣鈦礦LEDs的穩(wěn)定性，為鈣鈦礦LEDs的商業(yè)應用提供了巨大的潛力。

文獻信息

標題：Elevating charge transport layer for stable perovskite light-emitting diodes

期刊：Advanced Materials

DOI：10.1002/adma.202400658