Apesar do rápido desenvolvimento de diodos emissores de luz (LEDs) baseados em nanocristais perovskite emergentes (PENCs), ainda é desafiador alcançar dispositivos integrados de alta eficiência e alto brilho devido aos ligantes de cadeia longa isolantes usados pelos PENCs.
Aqui, pesquisadores da UESTC e de outras unidades desenvolveram PENCs de brometo de chumbo formamidina altamente luminescente e estável, cobertos com ligantes curtos de ácido aromático de 2 naftalina (NSA) projetados racionalmente, para uso em LEDs. Em comparação com os ligantes de ácido oleico comumente utilizados, as moléculas da NSA não só mantiveram as propriedades superficiais de CANETAs durante o processo de purificação, mas também melhoraram significativamente as propriedades elétricas da camada emissiva montada, garantindo uma injeção/transporte eficiente de carga no dispositivo. A eletroluminescência do melhor LED resultante mostra um alto brilho de 67115 cd cm-2 e um pico de eficiência quântica externa de 19,2%.
O artigo relacionado foi publicado na revista ACS Energy Letters com o título "Diodos emissores de luz perovskite com base em nanocristais FAPbBr3 com Ligantes Aromáticos Racionalmente Projetados".
Os nanocristais de halide de metal perovskite (PENCs) surgiram recentemente como candidatos a diodos emissores de luz (LEDs) de baixo custo e alto desempenho. PENCs de alta qualidade com rendimento quântico de luminescência próxima (PLQY) podem ser obtidos sob condições de síntese leve devido à sua única propriedade de tolerância a defeitos. Além disso, a emissão de luz de PENCs exibe ampla sintonia e largura de linha de emissão estreita em todo o espectro visível, resultando em uma gama de cores ultra-wide cobrindo cerca de 100%. Isso o torna o melhor candidato para aplicações de exibição de alta resolução.
Nos últimos anos, com extensa pesquisa sobre a síntese de materiais e a passivação superficial dos PENCs, a eficiência quântica externa (EQE) dos LEDs relacionados aumentou rapidamente de cerca de 0,1% para valores elevados de mais de 20%, o que é comparável às tecnologias comerciais de luminescência. Apesar do progresso impressionante na realização de LEDs de alta eficiência baseados em PENS, a maioria dos dispositivos de última geração têm pouco ou nenhum EQE integrado ao sistema e alto brilho. Isso é limitado principalmente pela má injeção/transporte de carga no dispositivo, que se origina das propriedades isolantes de ligantes orgânicos de cadeia longa comumente usados em PENCs.
Para ajustar as propriedades superficiais dos PENCs, além da oleylamina de cadeia longa comumente usada e ácido oleico (OA), uma série de ligantes alternativos foram explorados e muitas estratégias úteis de gerenciamento de ligantes pós-síntese foram desenvolvidas. No entanto, devido à alta dinâmica estrutura de ligação de ligantes e cristal iônico de perovskites, as propriedades superficiais e a integridade estrutural dos PENCs são muito sensíveis ao ambiente químico circundante durante a síntese coloidal e pós-processamento, o que torna a realização de ligantes racionais de PENCs extremamente alta. desafiador. Portanto, ligantes de superfície adequados que podem manter a alta eficiência luminosa e excelente estabilidade coloidal dos PENCs, ao mesmo tempo em que garantem as propriedades elétricas eficazes da camada emissiva resultante, são cruciais para a melhoria de desempenho futuro dos LEDs relacionados.
Neste trabalho, os autores relatam um LED de alto brilho e alta eficiência baseado no brometo de formamidina de chumbo emissor verde puro (FAPbBr3), revelando uma eficiente troca de ligantes e/ou compensação de PENS durante a purificação fácil usando solventes contendo NSA, melhorando assim a estabilidade da solução coloidal e plqys elevados. Além disso, as camadas emissivas montadas das PECs da NSA mostram boas propriedades de transporte de carga, que podem se originar do forte acoplamento de PECs induzidas por moléculas da NSA. Ao incorporar um emissor DESABR3 otimizado da NSA em um LED completo, o dispositivo exibe um pico de eletroluminescência verde (EL) de 532 nm com largura de meia altura (fwhm) de aproximadamente 21 nm, correspondente às coordenadas da Comissão Internacional de Iluminação (CIE) (0,19,0,77), a cor primária verde.
Fig.1 Síntese de materiais e caracterização
Figura 2 Propriedades vinculantes ligantes de PENCs
Figura 3 Características do dispositivo uni-portador
Figura 4 LEDs baseados em nanocristais perovskite FAPbBr3
