摘要
可溶液加工的钙钛矿材料因其优异的光电性能和简单的制备工艺，正逐渐成为未来照明与显示领域中具有核心竞争力的光电材料之一。其中，在三原色中占据重要地位的蓝光成为目前钙钛矿发光二极管（Perovskitelight-emittingdiode，PeLED）的研究瓶颈。通过氯离子掺杂能够实现理想带隙的蓝光钙钛矿薄膜，但材料在偏压下内部离子迁移产生的富溴和富氯钙钛矿相会导致发光谱红移。基于量子限域效应产生蓝光的准二维钙钛矿是具有稳定发光光谱的理想材料，缺点是旋涂过程中快速形成的低维相聚集造成了材料的二维相分布不均匀，阻碍了载流子在薄膜中的迁移，降低了辐射复合速率。通过晶相优化实现优异且光谱稳定的蓝色PeLED是本论文研究重点。 首先，通过引入离子液体乙酸丁铵替代传统的丁胺氢溴酸盐，改善了准二维钙钛矿薄膜中的相分布，显著抑制了单层、双层和三层二维钙钛矿的生长。实验结果表明离子液体的引入有利于薄膜内载流子的高效传输，荧光量子产率从2.6%增长到35%，薄膜均方根粗糙度由26.7nm下降至17.6nm。相较于传统的丁胺氢溴酸盐有机配体钝化，离子液体钝化抑制了低维相的生成，材料发射光谱为479nm的单一荧光峰，最终薄膜导电性和器件效率得到改善。 其次，优化界面处的二维钙钛矿晶相质量。在LED器件空穴传输层材料聚乙烯咔唑中添加适量的三苯基氧膦，有利于降低其表面疏水性，对薄膜的光学性质不会产生明显影响。退火后形成的钙钛矿晶粒小，表面覆盖度高，提高了空穴传输层和发光层之间的电荷注入能力，同时降低了器件的开启电压，提升了器件效率。 最后，通过调控A位阳离子组分和选择合适配体，优化了混合卤素钙钛矿晶相的均匀性和稳定性。向CsPb(Br/Cl)3材料中引入过量的CsBr提升晶相均匀性，进一步掺杂少量甲脒氢溴酸盐提升器件效率。通过配体1,4-丁二胺钝化显著提升钙钛矿薄膜的电致光谱稳定性。最终得到连续5V工作电压下电致光谱稳定的蓝色PeLED，器件发光峰位于477nm，具有0.18%的外量子效率和290cdm-2的最大亮度。
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