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Realizing High Brightness Quasi-2D Perovskite Light-emitting Diodes with Reduced Efficiency Roll-off via Multifunctional Interface Engineering

通過多功能介面工程實現高亮度准二維鈣鈦礦發光二極體並降低效率衰減
Yu-Kuan Lin, Chiung-Han Chen, Yen-Yu Wang, Ming-Hsuan Yu, Jing-Wei Yang, I-Chih Ni, Bi-Hsuan Lin, Ivan S. Zhidkov, Ernst Z. Kurmaev, Yu-Jung Lu*, and Chu-Chen Chueh*
2023/12/31
近來，准二維鈣鈦礦材料在發光領域蓬勃發展，這是由於量子會聚效應和不同 n 相之間的高效能量轉移產生了特殊的光學特性。然而，與基於三維鈣鈦礦材料的鈣鈦礦發光二極體( PeLED)相比，准二維PeLED由於電導率較低且電荷注入能力較差，通常在高電流密度下亮度會較低且有明顯的效率衰減，這無疑是此領域待解決的關鍵問題之一。在本研究中，通過在過氧化物/電子傳輸層介面上引入一薄層導電氧化膦，我們成功地演示了具有高亮度、低陷阱密度和低效率衰減的准二維PeLED。結果出人意料地顯示，這層附加層並沒有改善鈣鈦礦薄膜中多個准二維相之間的能量傳遞，而僅是單純地改善了鈣鈦礦介面的電子特性。一方面，它鈍化了鈣鈦礦薄膜的表面缺陷；另一方面，它促進了電子注入鈣鈦礦薄膜，並防止了空穴在該介面上的洩漏。因此，改進後的准二維PeLED器件的最大亮度可大於 70,000 cd m-2（是對照器件的兩倍），最大外部量子效率（EQE）大於 10%，並且在高偏置電壓下的效率衰減具有明顯的降低。