近日，吉林大学物理学院王宁教授团队在大面积钙钛矿LEDs研究方面取得重要进展，相关成果以“Efficient and stable perovskite LED prepared by the regulation of vertical spatial crystallization dynamics”为题发表在国际学术期刊《Laser & Photonics Reviews》上。
准二维钙钛矿发光二极管（Q-2D PeLEDs）作为一种新兴发光技术，因其卓越的光电特性而备受瞩目。近年来，Q-2D PeLEDs的外量子效率取得了飞快发展，展示了其作为下一代光电器件的巨大潜力。然而，这些进展绝大多数仅限于实验室的小面积器件，且通常在平方毫米级别，实现大面积制备的高效器件仍是一个不可回避的挑战。因此，如何制备高效且稳定的大面积Q-2D PeLEDs成为未来全彩显示和固态照明应用的关键难题。
基于此，本工作提出了一种溴化钠（NaBr）辅助结晶的方法，该方法可以有效调控Q-2D钙钛矿薄膜自上而下的结晶过程，并精确调控薄膜在垂直空间的相分布。此外，Na+与PbBr64-之间的强相互作用在钝化表面溴空位缺陷和抑制非辐射复合方面起到了关键作用。不仅如此，由于Na+的存在，其部分取代了薄膜表面的有机配体，显著减少了有机配体的含量，提高了器件的载流子传输能力。最终，器件的外量子效率（EQE）达到了的26.5%。即使将器件有效面积扩大200多倍，效率仍可达到18.3%。
图1. 器件亮度与外量子效率曲线
此外，缺陷的钝化和载流子传输能力的提升也显著增强了器件的运行稳定性。在100 cd/m?的初始亮度下，小面积和大面积器件的运行半寿命（T50）分别高达612小时和112小时，这一突破为钙钛矿发光二极管的大规模应用带来了新的借鉴，未来有望在全彩显示和固态照明等领域实现广泛应用。
图2. 器件运行稳定性
论文第一作者为吉林大学物理学院凝聚态物理专业博士研究生陆菲菲，通讯作者为王宁教授，该工作得到了国家自然科学基金委，吉林省科技厅等项目的资助。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.202400231
