近日,课题组在蓝光钙钛矿发光二极管制备及其可见光通信应用方面取得积极进展,相关成果以“High performance and stable pure-blue quasi-2D perovskite light-emitting diodes by multifunctional zwitterionic passivation engineering”为题发表在光学类TOP期刊《Advanced Photonics》上,课题组张继斌研究员为论文第一通讯作者。
在过去的几年里,红光与绿光钙钛矿发光二极管(PeLEDs)的效率都超过了20%,但作为三基色之一的蓝光PeLEDs性能并不理想。鉴于此,我们在制备蓝光准二维钙钛矿薄膜PEA2Csn-1Pbn(Cl/Br)3n+1时,引入一种两性离子添加剂3-(苄基二甲基铵基)丙烷磺酸(3-BAS)提升薄膜光电性能。研究发现,3-BAS上的磺酸根可以与钙钛矿表面未配位的Pb2+结合,从而钝化表面缺陷;其分子上带正电荷的季铵基团可以与卤素离子形成较强的静电引力,进而抑制卤素离子迁移。此外,3-BAS还可以很好地调控钙钛矿薄膜结晶过程,减少准二维钙钛矿薄膜中小n相的形成,提升薄膜内能量转移效率,使薄膜的PLQY提升了两倍。基于上述高质量的钙钛矿薄膜,我们制备出了发光波长为466 nm的纯蓝光PeLEDs,其EQE和亮度分别达到9.25%和1806 cd m−2,且具有良好的光谱稳定性。此外,我们将所制备的高亮度、高稳定性的纯蓝色PeLEDs成功应用于可见光通信系统,并实现语音信号的高清传输。
这项工作为开发高效纯蓝色PeLEDs提供了一种新的可行性方案,同时为PeLEDs在可见光通信系统中的应用打下良好基础。
该工作得到国家自然科学基金、河南省青年人才托举工程等项目的支持。
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