【科研專欄】LQ-100X如何優(yōu)化Q-2D鈣鈦礦LED性能?

Advance Materials (IF 30.849) 期刊在2021年8月刊登一項(xiàng)研究。金屬鹵化物鈣鈦礦因?yàn)榫哂懈呷毕菽褪苄浴⒏呱兌龋òl(fā)射峰半高寬窄）、可調(diào)帶隙和溶液加工性這些特性，相當(dāng)適合用于發(fā)光應(yīng)用的材料。而Quasi-2D (Q-2D)鈣鈦礦相較于典型的3D鈣鈦礦，具有更高的激子結(jié)合能和有效的輻射復(fù)合，展現(xiàn)優(yōu)異的發(fā)光性能。

由于Q-2D鈣鈦礦具有多晶相、晶界和界面，在能量轉(zhuǎn)移過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致非輻射損失。透過(guò)操縱不同n相的結(jié)晶動(dòng)力學(xué)，使得在Q-2D鈣鈦礦中的能量轉(zhuǎn)移更有效率。研究者使用一系列堿金屬溴化物來(lái)控制Q-2D 鈣鈦礦的成核和生長(zhǎng)，這可能與堿金屬離子和帶負(fù)電荷的PbBr64-框架之間的庫(kù)侖交互作用有關(guān)。

Li+、Na+、K+ 對(duì) Q-2D 鈣鈦礦成核和生長(zhǎng)的影響

研究者使用光焱科技電致發(fā)光絕對(duì)量子效率 / 光致發(fā)光量子產(chǎn)率量測(cè)系統(tǒng) (LQE-100-EL，現(xiàn)LQ-100X) 來(lái)對(duì)J-V-L 曲線、EQE、鈣鈦礦發(fā)光二極管 (light-emitting diode, LED)的操作穩(wěn)定性測(cè)量與PLQY測(cè)量進(jìn)行量測(cè)。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加溴化鉀 (KBr) 將限制高n相的成核并允許低n相的后續(xù)生長(zhǎng)。成核和生長(zhǎng)的互相配合，有助于更均勻的n相分布并促進(jìn)能量轉(zhuǎn)移，和更有序的晶體結(jié)構(gòu)。而優(yōu)化后的PEA2FA2Pb3Br10薄膜具有66.8%的光致發(fā)光量子產(chǎn)率 (photoluminescence quantum yield, PLQY)。此外，高效率綠色Q-2D鈣鈦礦LED更達(dá)到18.15%的EQE和25 800 cd m-²的亮度，進(jìn)一步證實(shí)了一種優(yōu)化Q-2D鈣鈦礦LED性能的新方法，并強(qiáng)調(diào)了操縱結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的重要性。

本篇研究中，光焱科技LQ-100X不僅能協(xié)助PLQY、LED等特性進(jìn)行量測(cè)，也能應(yīng)用于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池 (perovskite solar cell, PSC)的量子效率測(cè)量，是協(xié)助您實(shí)驗(yàn)、申請(qǐng)計(jì)劃的好幫手。

Q-2D鈣鈦礦LED料件的性能

(d)添加0.5KBr的表現(xiàn)佳料件的J-V-L-EQE曲線。

(e)添加0.5KBr的50個(gè)料件的最大EQE直方圖。

(f)鈣鈦礦LED的穩(wěn)定性在 0.25 mA cm-²的恒定電流密度下，其初始亮度約為140 cd m-²。

如圖中的TA測(cè)量所示

添加Li/Na的薄膜表現(xiàn)出較慢的能量轉(zhuǎn)移和嚴(yán)重的能量損失

這是較低的PLQY

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