近日，吉林大學物理學院王寧教授團隊在大面積鈣鈦礦LEDs研究方面取得重要進展，相關成果以“Efficient and stable perovskite LED prepared by the regulation of vertical spatial crystallization dynamics”為題發(fā)表在國際學術期刊《Laser & Photonics Reviews》上。

準二維鈣鈦礦發(fā)光二極管（Q-2D PeLEDs）作為一種新興發(fā)光技術，因其卓越的光電特性而備受矚目。近年來，Q-2D PeLEDs的外量子效率取得了飛快發(fā)展，展示了其作為下一代光電器件的巨大潛力。然而，這些進展絕大多數(shù)僅限于實驗室的小面積器件，且通常在平方毫米級別，實現(xiàn)大面積制備的高效器件仍是一個不可回避的挑戰(zhàn)。因此，如何制備高效且穩(wěn)定的大面積Q-2D PeLEDs成為未來全彩顯示和固態(tài)照明應用的關鍵難題。

基于此，本工作提出了一種溴化鈉（NaBr）輔助結晶的方法，該方法可以有效調控Q-2D鈣鈦礦薄膜自上而下的結晶過程，并精確調控薄膜在垂直空間的相分布。此外，Na+與PbBr64-之間的強相互作用在鈍化表面溴空位缺陷和抑制非輻射復合方面起到了關鍵作用。不僅如此，由于Na+的存在，其部分取代了薄膜表面的有機配體，顯著減少了有機配體的含量，提高了器件的載流子傳輸能力。最終，器件的外量子效率（EQE）達到了的26.5%。即使將器件有效面積擴大200多倍，效率仍可達到18.3%。

圖1. 器件亮度與外量子效率曲線

此外，缺陷的鈍化和載流子傳輸能力的提升也顯著增強了器件的運行穩(wěn)定性。在100 cd/m?的初始亮度下，小面積和大面積器件的運行半壽命（T50）分別高達612小時和112小時，這一突破為鈣鈦礦發(fā)光二極管的大規(guī)模應用帶來了新的借鑒，未來有望在全彩顯示和固態(tài)照明等領域實現(xiàn)廣泛應用。

圖2. 器件運行穩(wěn)定性

論文第一作者為吉林大學物理學院凝聚態(tài)物理專業(yè)博士研究生陸菲菲，通訊作者為王寧教授，該工作得到了國家自然科學基金委，吉林省科技廳等項目的資助。

論文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.202400231