近日，课题组在大面积铜碘簇LED研究方向取得重要进展，相关成果以“Efficient Large-Area (81 cm2) Ternary Copper Halides Light-Emitting Diodes with External Quantum Efficiency Exceeding 13% via Host-Guest Strategy”为题发表在国际权威学术期刊《Advanced Materials》上，该论文的第一作者为2021级硕士研究生林帅领，通讯作者为马壮壮助理研究员和史志锋教授，郑州大学为第一单位。
有机-无机杂化铜碘簇由于结合了无机铜碘单元的半导体特性和有机组分的结构多样性等优势，成为LED领域理想的候选发光材料之一。然而，由于铜碘簇发光层中存在着严重的非辐射复合以及较差的电荷传输等问题，导致基于该材料体系的LED性能还未达到商业应用的要求。并且，此类LED制备过程中还面临着溶液兼容性差和大面积薄膜质量低等技术问题，导致大面积LED仍难以实现。
针对上述问题，课题组研究人员采用新型铜碘簇[dppb]2Cu2I2为发光材料，通过优选高三线态能级和良好电荷传输性能的主体材料，研制出基于[dppb]2Cu2I2的高效大面积LED。研究表明，相较于纯[dppb]2Cu2I2薄膜较低的PLQY（6.75%），引入高三线态能级mCP主体制备的主-客体薄膜实现了高达66.6%的PLQY。实验表征和理论计算证明，mCP和[dppb]2Cu2I2之间具有高效的Förster共振能量转移效率，促进载流子有效的从mCP转移到[dppb]2Cu2I2；并且mCP和[dppb]2Cu2I2之间能够形成Type-I能级排列，导致激子被有效的限制在[dppb]2Cu2I2客体材料内，进而提升了激子的辐射复合效率。此外，p型导电的mCP还起到提升发光层载流子迁移率和电导率的作用，促进载流子有效的注入到发光层。基于上述协同作用，成功研制出外量子效率超过13.5%的铜碘簇LED。并且，结构对称的[dppb]2Cu2I2赋予了该材料良好的浸润性，进一步使用溶液旋涂法成功制备出亮度均匀且高效的超大面积LED（81 cm2）。上述研究成果为高效稳定的大面积铜碘簇LED设计与制备提供了新的思路。
该项工作得到了国家自然科学基金项目、中国博士后创新人才支持计划、河南省自然科学基金等项目的支持。
文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.202313570
