郑州大学在高效红光钙钛矿LED方面取得进展

近日，郑州大学物理工程学院材料物理研究所在《Advanced Materials》期刊上发表了题为“Ligand-induced cation-π interactions enable high-efficiency, bright and spectrally stable Rec. 2020 pure-red perovskite light-emitting diodes”的研究性论文。

郑州大学为第一单位，物理工程学院青年研究员张继斌、南京邮电大学青年教师蔡波、暨南大学周鑫博士为论文共同第一作者，电子科技大学白赛教授、南京理工大学曾海波教授、暨南大学侯林涛教授为共同通讯作者，瑞典林雪平大学高峰教授也对本工作给予了有力支持。

金属卤化物钙钛矿发光材料由于其合成方法简单、色纯度高、色域宽、可溶液加工等优点有望用于下一代发光二极管。混卤素CsPb(Br/I)3钙钛矿纳米晶是实现高效红光钙钛矿发光二极管（PeLED）的有效途径之一，但是在制备和洗涤过程中纳米晶表面卤素会随着配体脱落，进而在纳米晶表面留下大量不完整的铅卤八面体—即卤素空位缺陷，这严重影响材料的发光效率和光谱稳定性。

基于此，郑州大学物理工程学院张继斌、史志锋等研究人员曾提出采用苯磺酸根作为“等效卤素”阴离子对CsPb(Br/I)3纳米晶表面不完整的铅卤八面体进行修复的策略，实现了EQE超过23%的纯红光PeLED（Adv. Mater. 2023, 35, 2209002.），然而该器件的最大亮度仅为1510 cd m-2，仍落后于绿光PeLED。

在本工作中，研究人员采用一种含富电子芳杂环的固体配体色氨酸对CsPb(Br/I)3纳米晶进行后处理，通过引入金属阳离子（未配位的Pb2+）与共轭环上Π电子间的非共价相互作用，对CsPb(Br/I)3纳米晶表面不完整的铅卤八面体进行剥落，进而消除卤素空位缺陷对材料发光和稳定性的影响。采用这种性能优异的CsPb(Br/I)3纳米晶制备发光器件，同时对器件的制备工艺及结构进行优化，实现了亮度为12,910 cd m-2、EQE为22.8%的纯红光PeLED，且器件具有很好的光谱稳定性，是目前满足Rec. 2020标准、亮度最高的纯红光PeLED。

上述研究成果为共轭配体与钙钛矿纳米晶相互作用机理的研究及配体设计提供了新的思路。（来源：郑州大学物理工程学院）

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