基于金纳米粒子修饰空穴注入层的高效率钙钛矿发光二极管
本文选题:金纳米粒子 + 空穴注入层 ; 参考:《科学通报》2017年32期
【摘要】:有机-无机杂化钙钛矿电致发光器件(Pe LEDs)在平板照明和显示等方面有着重要应用前景,并且具有成本低和制备过程简单等优点,近年来吸引了越来越多科学家的关注和研究.如何通过优化器件结构,进一步提高Pe LEDs的电致发光效率及发光的稳定性是当前的研究热点.在优化光电器件性能上,金纳米粒子(Au NPs)以其特殊的小尺寸效应提供了诸多材料没有的特殊优势.本文以Frens法制备了粒径为~20 nm的水溶性Au NPs,然后以一定体积比加入到空穴注入层Poly(3,4-Ethylene Dioxythiophene):Poly(Styrene Sulfonate)(PEDOT:PSS)中,制备成AuNPs修饰的Pe LEDs.实验结果发现,加入Au NPs后,CH_3NH_3PbBr_3钙钛矿薄膜的光致发光性能和电致发光性能都得到了显著的提高,分别为原先的~2.41倍和~1.48倍.其中,Au NPs修饰的PeLEDs的启亮电压为~3.0 V,最大亮度为~16050 cd/m~2,最高电流效率为~7.02 cd/A.机理研究表明,AuNPs的表面等离子体局域共振吸收谱与发光层CH3NH3Pb Br3的荧光发射谱重叠得很好,因此Au NPs能加快PEDOT:PSS/CH_3NH_3PbBr_3界面处激子的发光辐射退激速率,从而减少了该界面处的激子被附近的剩余载流子(空穴)淬灭的数量,使界面处更多的激子被用来发光,从而提高了激子的利用率.本文提出了一种通过Au NPs界面修饰来提高Pe LEDs发光效率的有效途径,这对于Au NPs表面等离子体共振的基础研究以及改善Pe LEDs的发光效率都具有非常重要的意义.
[Abstract]:Organic-inorganic hybrid perovskite electroluminescent devices (Pe LEDs) have important application prospects in flat-panel lighting and display, and have the advantages of low cost and simple preparation process. In recent years, more and more scientists have paid close attention to the organic-inorganic perovskite electroluminescent devices. How to improve the electroluminescence efficiency and luminescence stability of Pe LEDs by optimizing the device structure is a hot research topic at present. In order to optimize the performance of optoelectronic devices, au NPs (gold nanoparticles) provide many materials with special advantages because of their small size effects. In this paper, water-soluble au NPs with a diameter of 20 nm were prepared by Frens method, and then were added to the hole injection layer Polynum 34-Ethylene Dioxythiophene (PS) to prepare Pe LEDsmodified by AuNPs. The experimental results show that the photoluminescence and electroluminescent properties of Ch _ 3NH _ 3PbBr_ 3 perovskite thin films have been significantly improved by adding au NPs, which are 2.41 times and 1.48 times of the original ones, respectively. The peak luminance of peLEDs modified by au NPs is 3.0V, the maximum luminance is 16050cd/ mm2, and the maximum current efficiency is 7.02 cd/ A. The results show that the local resonance absorption spectra of AuNPs overlap well with the fluorescence emission spectra of the luminescent layer CH3NH3PbBr3. Therefore, au NPs can accelerate the luminescent emission desorption rate of excitons at the interface of PEDOT:% PSS / PSS / CH3NH3PbBr3. Thus, the number of excitons quenched by nearby residual carriers (holes) at the interface is reduced, and more excitons at the interface are used to emit light, thus increasing the utilization rate of excitons. In this paper, an effective way to improve the luminescence efficiency of Pe LEDs by au NPs interfacial modification is proposed, which is of great significance for the basic research of au NPs surface plasmon resonance and the improvement of the luminescence efficiency of Pe LEDs.
【作者单位】: 西南大学物理科学与技术学院发光与实时分析教育部重点实验室;中国工程物理研究院流体物理研究所;西南大学材料与能源学部重庆市洁净能源与先进材料研究院;
【基金】:国家自然科学基金(61404108,11504300,11374242) 国家自然科学基金委员会/中国工程物理研究院联合基金(U1630125) 重庆市基础与前沿研究计划(cstc2015jcyj A50002) 中央高校基本业务费专项资金(XDJK2017D140)资助
【分类号】:TN312.8
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本文编号:1994342
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