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​华中科大《JMCC》:控制电子传输实现高效全溶液处理QLED!

 材料科学网 2022-08-09 发表于江西

氧化锌纳米颗粒(ZnO NP)由于其良好的稳定性、高电子迁移率以及与相邻的量子点(QDs)层的理想能级,被广泛应用于全溶液处理量子点发光二极管(QLED)中的电子传输材料。然而,QLEDs的整体性能始终受到不平衡电荷注入的严格限制,从相邻的空穴传输层向量子点注入较低的空穴,这促使我们关注ZnO 纳米颗粒的电子传输,以调整QLEDs中的电荷平衡。

华中科技大学的研究人员介绍了一种乙醇胺(EA)处理方法来调节ZnO纳米颗粒的缺陷密度、电性能和形貌。通过在ZnO中引入合理的EAQLED器件中的电子注入被适当地阻止,然后电荷平衡得到改善,产生了一个有效的QLED,其低开启电压为1.75 V,高功率效率(PE)为52.3 lm/W对应于28.6%的外部量子效率(EQE),这是QLED中最高的值之一。相关论文以题目为“Controlling Electron Transport towards Efficient All-Solution-Processed Quantum Dot Light Emitting Diodes”发表在Journal of Materials Chemistry C期刊上。

论文链接:

/en/content/articlelanding/2022/tc/d2tc01182d

无机量子点(QDs)以其良好的稳定性、窄的发射线宽、高的光致发光量子产率(PLQY)和尺寸可调的发射波长等特性,在发光二极管中得到了广泛的研究。自1994年首次演示以来,基于量子点的LEDQLEDs)的外部量子效率(EQE)已从0.01%显著提高到30.9%,与最先进的有机发光二极管相当,使QLEDs成为下一代固态照明光源和平板显示器的候选产品。然而,不平衡电荷注入是限制QLEDs效率和运行稳定性的主要挑战之一。

具体而言,在具有常规结构的QLED中,氧化锌纳米颗粒(ZnO NP)是公认的电子传输层(ETL),因为它们具有高电子迁移率、良好的稳定性以及与相邻QDs层的匹配能量对准。然而,空穴传输层(HTLs)相对较低的空穴迁移率以及量子点和HTLs之间较大的能级偏移导致电荷载流子注入不平衡,因此器件性能较低。不平衡的电子和空穴注入导致量子点界面在运行期间电荷累积,不仅降低了辐射复合,而且提高了驱动电压,从而缩短了量子点的运行寿命。之前的研究表明,含有成分梯度夹层的工程量子点可以改善量子点的电荷平衡。从器件方面来看,在ZnOQDs层之间插入绝缘缓冲层以阻止电子注入或应用多个HTL以增强空穴注入已成为平衡QLED中电荷注入的常用策略。然而,值得注意的是,增加层的数量会增加界面的数量,界面是器件中最大的非辐射复合中心之一。

此外,相邻层的正交溶剂规则也阻碍了多层的制备过程。此外,超薄绝缘层对制造工艺极为敏感,导致的再现性差。根据上述研究现状,仍然需要开发策略,而不使用绝缘层来平衡QLEDs中的电荷注入,以进一步提高器件效率和稳定性。(文:爱新觉罗星)

1。优化QLED的设备性能。

2。不同EA掺杂比的ZnO薄膜的电子迁移率。

3。不同EA掺杂比的ZnO薄膜的能级。

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