外量子效率

1011年，“”发表了华侨大学华章华教授（第一单元），新加坡南洋理工大学熊启华教授和加拿大多伦多大学H教授的研究报告。他们报道了一种钙钛矿LED，LED外量子效率（EQE）超过20，工作寿命（T50）超过100h！这是钙钛矿LED领域的重大突破！

对于钙钛矿，许多人首先想到的是钙钛矿太阳能电池。但是，我不知道钙钛矿不仅可以用于发电，还可以用于照明。钙钛矿是一种天然的钙钛矿化学成分，是一种非常重要的无机非金属矿物种，在功能材料（压电温度敏感的高温超导催化剂等）中具有重要意义。它具有制备，溶液制备，荧光量子效率低（H），色纯度高，色彩调节的潜力，在平板显示和固体照明领域具有很大的潜力。

然而，目前报道的绿色和近红外钙钛矿LED的最高外部量子效率分别为14和12，远低于市售有机发光二极管和无机量子点的外部量子效率。这种设备的不良工作稳定性也成为其应用的瓶颈。

鉴于此，上述研究小组报告了一种钙钛矿LED，LED外量子效率（EQE）超过20，工作寿命（T50）超过100h，创造了新的世界纪录。让我们简要地谈谈这项研究。

钙钛矿层的成膜机理如下：将混合的钙钛矿溶液滴在玻璃基板上，开始旋涂。随着旋涂过程中溶剂的蒸发和反溶剂甲苯的逐滴加入，系统的溶解度急剧下降，3由于第一次溶解度较低而且先成核并迅速生长，并且由于高溶解性，后结晶析出物和少量残留在3晶界和表面上，最后得到具有3个准核壳结构的钙钛矿膜。

具有3个准核壳结构的钙钛矿薄膜具有高覆盖率，平坦的表面，晶体界面和表面可以有效地钝化3的缺陷状态，并且薄膜表面起到阻挡多余电子注入的作用，显示出优异的光电性能。该装置使用3准核 - 壳钙钛矿薄膜制造并测试其性能。该器件的外量子效率（EQE）超过17，超过了迄今为止报告的最高效率。

（A）钙钛矿LED器件的结构示意图，（B）钙钛矿LED器件的物理图，（C）三种钙钛矿LED器件的性能比较，（D）单层3和准核壳结构性能钙钛矿薄膜对应的纯电子和纯空穴器件的分析，（E）具有准核壳结构的钙钛矿薄膜LED的性能统计和（F）最佳LED器件性能数据

在先前的研究和探索中，尽管钙钛矿薄膜LED器件的混合物已经实现了更好的器件性能，但通过比较混合钙钛矿的纯电子和纯空穴器件的JV曲线，发现电子仍然存在于器件中。空穴注入不平衡（过量电子注入）限制了器件性能的进一步改善。

因此，研究人员通过引入聚甲基丙烯酸甲酯绝缘材料作为钙钛矿发光层和电子传输层之间的阻挡层，进一步改善了器件中电子和空穴的注入平衡和界面特性，从而使器件具有良好的性能。进一步提高了稳定性和稳定性，最终获得了EQE大于20且寿命（T50）大于100小时的钙钛矿LED器件。

（A）具有或不具有层状钙钛矿膜的纯电子和纯空穴器件的性能比较，（B）插入层后的LED器件的示意图，（C）性能的统计分析数据，（D）最佳LED器件当前亮度电压曲线，（E）最佳LED器件的EQEL曲线和（F）LED器件工作寿命试验

总之，该研究使用一步溶液旋涂来实现钙钛矿薄膜的成分调节，并通过添加阻挡层改善器件的电荷注入平衡，最终获得EQE大于20的LED器件并且寿命超过100小时。钛矿LED领域的研究和开发迈出了新的高度。