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1.引言发光二极管(LED)可以高效地将电能转化为光能,具有绿色环保的特点,被广泛应用于照明和平板显示等领域。
目前常见的基于传统无机半导体材料的LED多采用外延生长的的量子阱结构,尽管性能优异,但制备工艺复杂,材料要求苛刻,成本高,这些因素制约着LED在大面积柔性器件领域的进展。
有机发光二极管(OLED)相比于无机LED,其不受制备工艺的限制,可制备大尺寸柔性器件,具有不可替代的优势,但OLED器件在高亮度下的效率滚降和稳定性还需要进一步改善。
近年来,金属卤化物钙钛矿结合了有机LED和无机LED的优势,既具有无机LED发光效率高,色纯度好的优点,又具备有机LED可溶液制备柔性、大面积器件的优点,已经成为一个热点研究方向,吸引了一大批的研究者。
关于化学式为ABX3的金属卤化物钙钛矿的研究,在近几年间进展迅速。
其中A为无机或有机的单价阳离子或阳离子基团,如有机阳离子甲胺 CH3NH3 (MA )和甲脒 HC(NH2)2 (FA )以及无机阳离子 Cs ;B位置为二价的阳离子,例如Pb2 或Sn2 等;X位置为卤素,即Cl-,Br-,I- 三种阴离子[1]。
这一类的材料具有着优良的光学电学性能,如直接带隙和间接带隙可调[2-4],较窄的发光峰半峰宽(FWHM~20nm)[5],较高的载流子迁移率[6-8],较高的吸收系数[9],长载流子寿命和扩散长度[10-12]。
通过调控卤素比例以及颗粒尺寸,理论上可以实现从紫外到红外波段的波长可调,并且这一类材料原料易得,制备简单,可以通过低温溶液法成膜[13,14],可以说是一种很有潜力的发光材料。
在过去的几年中,钙钛矿类器件的效率已经有了非常大的提升,目前为止,钙钛矿LED在绿光,红光以及近红外光波段的外量子效率均已超过20 %。
溶液加工的钙钛矿LED显示出高发射率和电荷传输性能,在效率上有所提升但是稳定性仍然是主要障碍。
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