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【Adv. Mater.】基于量子点的深蓝色发光二极管，6.2的EQE，有效解决电子耦合和能力转移问题 ​

总结 ​

本研究通过将碘化铅硒化铝量子点（PeQDs）分散在有机固体溶液中，有效地实现了高效的深蓝光发射二极管（PeLEDs），解决了PeQDs薄膜中的电子耦合和能量转移问题，从而达到了CIEy < 0.06的深蓝色坐标，并实现了高达6.2%的外部量子效率（EQE）。

图1. 从 QD-mCP 固溶体中提取深蓝色发射光谱

摘要 ​

在本文中，研究者们首次通过在有机固体溶液中分散碘化铅硒化铝量子点（PeQDs），成功地制备了高效的深蓝光发射二极管（PeLEDs）。传统的PeLEDs在薄膜状态下由于PeQDs之间的电子耦合和能量转移，会导致发光光谱向红外偏移，从而难以实现高效的深蓝色发光。为了解决这一问题，研究者们采用了一种新颖的材料策略，即在有机分子N,N′-二碳基-3,5-苯胺（mCP）中分散PeQDs，形成了量子点-在固体溶液中的结构。这种结构有效地减少了PeQDs之间的相互作用，减少了电子耦合和能量转移，从而保留了PeQDs在液体状态下的深蓝色发光特性。通过定量分析，研究者们发现电子耦合和能量转移对荧光光谱的红移有约两倍的影响。此外，研究者们还优化了电荷注入平衡，通过使用具有适当能带对齐的带电运输有机分子，提高了PeLEDs的电ROLuminescence（EL）效率。最终，实现了CIEy < 0.06的深蓝色发光，并取得了EQE的峰值值6.2%，这在深蓝色PeLEDs领域是一个重要的进展。

观点 ​

  • PeQDs在液体状态下具有深蓝色发光特性，但在固体薄膜状态下由于电子耦合和能量转移，其发光光谱会发生红移，这限制了其在深蓝色PeLEDs中的应用。

  • 通过将PeQDs分散在mCP有机固体溶液中，研究者们成功地减少了PeQDs之间的相互作用，从而抑制了电子耦合和能量转移，实现了深蓝色发光。 图2. 聚光特性取决于薄膜中 PeQD 之间的相互作用

  • 电子耦合主要在PeQDs之间的距离较近时发生，而能量转移则在更远的距离上也能发生。通过调整PeQDs的间距，研究者们观察到荧光光谱的蓝移，并进行了定量分析。

  • 研究者们还发现，能量转移对PeQDs薄膜的发光光谱红移的影响大约是电子耦合的两倍。 图3. PeLED 的电致发光特性

  • 为了实现高效的深蓝色PeLEDs，研究者们还优化了电荷注入平衡，通过使用具有适当能带对齐的带电运输有机分子，提高了PeLEDs的EL效率。 图4. QD-mCP 固溶体 PeLED 中的重组机制。

  • 最终，通过使用PeQDs-mCP固体溶液作为发光层，研究者们制备的PeLEDs实现了CIEy < 0.06的深蓝色发光，并取得了EQE的峰值值6.2%，这在深蓝色PeLEDs领域是一个重要的进展。

  • 研究者们还探讨了PeLEDs的耐久性，发现PeQDs-mCP固体溶液结构可以减少PeQDs的退化，从而提高了设备的稳定性。

参考文献 ​

Jang, K. Y.; Hwang, S. Y.; Woo, S.; Yoon, E.; Park, C.; Kim, S. Y.; Kim, D.; Kim, H.; Park, J.; Sargent, E. H.; Lee, T. Efficient Deep‐Blue Light‐Emitting Diodes Through Decoupling of Colloidal Perovskite Quantum Dots. Advanced Materials 2024, 2404856. https://doi.org/10.1002/adma.202404856.