元素百科郑州大学高效稳定钙钛矿LED研究取得进展。近日，郑州大学材料物理教育部重点实验室副教授史志峰与吉林大学合作，在新型钙钛矿基发光设备方面取得新进展，成功制备了高效稳定的全无机钙钛矿绿光LED，工作稳定性优异。相关结果发表在《纳米快报》上。
钙钛矿材料的应用
钙钛矿材料在新型太阳能电池领域最初引起了广泛关注。短短几年，钙钛矿基太阳能电池的转换效率达到22%以上，具有良好的应用前景。但受钙钛矿薄膜成膜特性差、荧光量子效率相对较低的限制，其在发光、显示、激光领域的发展一直相对缓慢。与此同时，低稳定性一直限制着传统有机无机杂化钙钛矿材料在光电器件中的应用。为了克服上述困难，研究人员试图使用全无机钙钛矿CsPbr3量子点作为发光层来提高设备的发光性能。新型量子点系统采用简单的低温溶液制备，荧光量子效率超过85%，发光纯度高于传统镉量子点。
钙钛矿材料的意义
对钙钛矿LED而言，工作稳定性是限制其实用性的关键。目前已报道的钙钛矿基LED采用有机或聚合物材料作为电荷注入层，其不稳定性不利于设备在大电流下的长期工作。郑州大学材料物理教育部重点实验室史志峰等人创新性地使用无机氧化物半导体作为电荷注入层，首次制备了基于Cspbbr3量子点的全无机异质结构（p-NiMgO/Cspbr3//n-MgZnO/n -GaN），该装置的亮度可达3809 cd外量子效率约为2.39%/m2。更重要的是，多层异质结构装置可以在直流驱动下连续工作10小时以上，无需包装和空气环境。其工作稳定性远优于传统聚合物材料（如PCBM）、作为载流子注入层的钙钛矿LED报道，PEDOT等。该装置结构不仅能充分发挥Cspbr3量子点材料高光学增益的独特优势，还能结合Zn(Mg)O、Ni(Mg)O型薄膜材料具有工艺成熟、导电稳定、结晶特性好等优点，对新型钙钛矿LED及其电致发光物理机制的研究具有重要意义。这为未来高稳定性钙钛矿基LED的设计和发展提供了新的思路，预计将推动其产业化进程。
该工作得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金和郑州大学优秀青年教师发展基金的支持。
