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基于热辅助真空沉积的多色无机钙钛矿发光二极管

2020-05-21

无机钙钛矿(CsPbX3 (X=I, Br, Cl))以其良好的光电特性,在高清显示领域展现出了广阔的应用前景。真空沉积工艺为钙钛矿薄膜的结晶提供了一个无水汽、氧等环境影响的环境,更加有利于高质量钙钛矿发光层薄膜的形成,且可以满足大面积生产的需求,是未来实现工业化生产的最佳选择。然而,由于钙钛矿薄膜较差的结晶性和较多的晶体缺陷,导致非辐射复合损耗非常大,使基于真空沉积构筑的发光二极管(LED)的性能非常低。

对此,南京理工大学曾海波教授、宋继中教授等报道了一种简单可行的热辅助真空沉积(HAVD)方法,即在钙钛矿发光层薄膜沉积的同时对其沉积基板进行加热,以辅助钙钛矿的结晶,提高成膜质量,从而减少激子的缺陷捕获,提高LED器件的发光效率。

通过对钙钛矿薄膜的沉积进行热辅助处理,得到了平滑致密、粒径分布均匀、且结晶性好的钙钛矿薄膜,优异的结晶质量减少了钙钛矿薄膜的缺陷密度,使其的发光性能明显提高。因此,在优化的热辅助温度下,基于CsPbBr3的绿光PeLEDs的外量子效率(EQE)提高了100倍,亮度高达11,941 cd·m-2,电致发光(EL)光谱的半峰宽度(FWHM)从25 nm降低到17 nm。同时,通过HAVD法,红光和蓝光LEDs的EQE和亮度也得到了大幅度的提升,EL谱的FWHM均下降到20nm以下,表现出优异的高纯度色彩。HAVD策略有望成为LEDs工业化生产的新方法,并有可能用于制造其他钙钛矿光电器件。

Giant efficiency and color purity enhancement in multicolor inorganic perovskite light-emitting diodes via heating-assisted vacuum deposition

Boning Han, Qingsong Shan, Fengjuan Zhang, Jizhong Song, Haibo Zeng

J. Semicond. 2020, 41(5): 052205

doi: 10.1088/1674-4926/41/5/052205

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(来源:半导体学报2020年第5期—钙钛矿半导体光电材料与器件专刊



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