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高峰Nat. Mater.:表面活性剂诱导的空穴浓度增强实现高效钙钛矿发光二极管

知光谷  · 公众号  ·  · 2025-03-06 08:00

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构建小的注入势垒以实现电子和空穴的平衡注入是发光二极管(LEDs)高效运行的关键。然而,在基于金属卤化物钙钛矿的高效 LEDs 中,通常观察到较大的空穴注入势垒。
本文 瑞典林雪平大学高峰等人 通过表面活性剂诱导的效应解释了这种高效现象,即钙钛矿表面的空穴浓度增强,从而提供了足够的双分子复合路径与注入的电子结合。这种效应源于添加剂工程,并通过一系列光学和电学测量得到验证。此外,诱导空穴浓度增加的表面活性剂添加剂也显著提高了发光产率,这是钙钛矿 LEDs 高效运行的重要参数。
该研究不仅为制备高效钙钛矿 LEDs 提供了合理的设计规则,还为其他钙钛矿光电器件的设计提供了新的见解。

文章亮点总结

  1. 表面活性剂诱导的空穴浓度增强
    :通过添加剂工程,显著提高了钙钛矿表面的空穴浓度,从而增强了电子与空穴的复合效率,提升了钙钛矿 LEDs 的性能。
  2. 低开启电压与高外量子效率
    :在较大的空穴注入势垒下,钙钛矿 LEDs 仍实现了低至 2.0 V 的开启电压和高达 28.3% 的外量子效率(EQE),展示了其在低电流密度下的高效运行。
  3. 发光产率的显著提升
    :表面活性剂添加剂不仅提高了空穴浓度,还显著增强了钙钛矿的发光产率,进一步提升了 LEDs 的整体性能。

Qin, J., Zhang, J., Liu, X. et al. Surfactant-induced hole concentration enhancement for highly efficient perovskite light-emitting diodes. Nat. Mater. (2025).

https://doi.org/10.1038/s41563-025-02123-y


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