2D钙钛矿薄膜高效LED

科学家利用MeS来增强2D结构中发绿光的钙钛矿板的电致发光性能

最近，由香港城市大学(CityU)的科学家共同领导的一项研究项目表明，现已开发出一种最高效的LED 2D钙钛矿材料。

在CityU材料科学与工程学系系主任Andrey Rogach和他的合作者上海大学Yang Xuyong的带领下，该团队发现了一种调光开关，可以将钙钛矿发出的光转变为更亮的水平。

他们研究2D钙钛矿，也称为Ruddlesden-Popper钙钛矿，成功实现了非常高效和明亮的LED，由这种钙钛矿制备的器件在电流效率和外部量子效率方面均显示了最佳性能。

他们的研究成果发表在《自然通讯（Nature Communications）》上，标题为“使用甲基磺酸甲酯使准2D钙钛矿薄膜中的能量传递路径平滑化从而产生高效的发光器件”（Smoothing the energy transfer pathway in quasi-2D perovskite films using methanesulfonate leads to highly efficient light-emitting devices）。

重大变化的关键在于添加约10％的简单有机分子甲磺酸盐（MeS）。

在这项研究中，研究小组使用的2D钙钛矿具有纳米级的厚度。MeS重构了2D钙钛矿纳米片的结构，同时增强了不同厚度的片材之间的激子能量转移。这两种变化都极大地增强了2D结构中较厚的绿色发光钙钛矿片的电致发光能力。

MeS有助于减少2D钙钛矿结构中的缺陷数量。在产生辐射复合的光产生过程中，该过程所需的部分激子将被“浪费”在不产生光的非辐射复合中。MeS减少了未配位的Pb2 +阳离子的数量，这是使激子发生非辐射复合的原因，从而确保更多的激子参与发光过程。

为生产更好的LED而进行的研究结果令人鼓舞。在5.5V的低施加电压下，亮度达到13400坎德拉/平方米，外部量子效率达到20.5%。接近许多现有LED技术所能达到的最高值，比他们两年前研究报告中10.5%的外部量子效率水平几乎提高了一倍。

"实现的高亮度、优秀的色纯度和商业级的运行效率标志着2D钙钛矿是未来商用LED极具吸引力的材料，也有可能成为显示技术。这是新型纳米级材料的基础研究和应用研究的切实成果 "Rogach说。

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