郑州大学在蓝光钙钛矿QLEDs研究方面取得重大进展
郑州大学物理工程学院近期在蓝光钙钛矿量子点发光二极管（QLEDs）研究领域取得了显著进展，其研究成果已被国际知名期刊《Advanced Materials》在线发表。该论文题为“Boosting External Quantum Efficiency of Blue Perovskite QLEDs Exceeding 23% by Trifluoroacetate Passivation and Mixed Hole Transportation Design”，深入探讨了如何通过三氟乙酸盐钝化和混合空穴传输设计，提高蓝光钙钛矿QLEDs的外量子效率至超过23%。该研究的第一作者为物理工程学院22级博士研究生农迎逸，通讯作者为宋继中教授，郑州大学物理学院作为独立通讯单位，充分展现了其在新一代照明和显示领域的研究实力。在金属卤化物钙钛矿量子点发光二极管（QLEDs）领域，绿光和红光钙钛矿QLEDs的外量子效率（EQE）已达到较高水平，然而，蓝光钙钛矿QLEDs的性能却相对滞后。这主要是由于蓝光钙钛矿量子点（QDs）表面未配位Pb形成的缺陷导致的严重非辐射复合，以及QDs与空穴传输层（HTLs）之间大的空穴注入势垒所引起的载流子注入不平衡。为了提升蓝光QLEDs的激子辐射复合效率，研究团队致力于开发一种能够同时钝化蓝光QDs缺陷并优化器件载流子注入平衡的策略。这项研究的成功实施，不仅为蓝光钙钛矿QLEDs的性能提升提供了有力支持，也为新一代照明和显示技术的发展开辟了新途径。图1. 高效的蓝光钙钛矿QLEDs针对上述问题，物理工程学院量子点发光显示材料与器件团队采用了CsPbCl3-xBrxQDs的表面钝化和器件结构的合理设计，成功构筑了发射光谱为490 nm的高效QLEDs，其最高外量子效率（EQE）达到了23.5%，这也是目前在蓝光钙钛矿LEDs领域中报道的最高EQE水平。在QD材料钝化方面，团队通过引入三氟羧酸根（TFA-）来精细调控QDs的表面态，并发现TFA-能够与CsPbCl3-xBrxQDs表面未配位的Pb产生强烈的相互作用。经过钝化处理后，蓝光QDs展现出了高效的激子辐射复合行为，并形成了更浅的价带，为高效QLEDs的构筑提供了更加有利的空穴注入通道。在器件结构设计方面，团队创新性地在聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共-(4,4′-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺)]（TFB）中引入了小分子三(4-咔唑-9-基苯基)胺（TCTa），从而提出了混合型空穴传输层（M-HTL）的设计思路。这一设计显著提升了空穴的注入效率和传输能力。基于上述精确的调控策略，团队实现了蓝光CsPbCl3-xBrxQDs的高效复合，所制备的QLEDs的EQE超过了23%，这一重要成果极大地推动了钙钛矿QDs显示技术的商业化进程。值得一提的是，该项工作的顺利开展得到了国家自然科学基金项目、中国博士后科学基金项目以及河南省自然科学基金项目的慷慨资助。（来源：郑州大学物理工程学院）
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