Повышенная эффективность перовскитных светодиодов, достигаемая межслойной реакцией

Ученые из Университета Линчёпинга, работающие с коллегами из Китая, показали, как получить эффективные перовскитовые светодиоды. В статье, опубликованной в Nature Communications, они дают рекомендации по изготовлению высококачественных перовскитных излучателей для высокоэффективных перовскитных светодиодов.

Поскольку обработанные раствором перовскиты содержат большое количество дефектов, которые в основном представляют собой галогенидные вакансии, эффективный контроль кристалличности перовскита необходим для высокопроизводительных оптоэлектронных устройств. Исследовательская группа в LiU под руководством старшего преподавателя Фенга Гао в сотрудничестве с учеными из Нанкинского технического университета и Университета Сучжоу в Китае в настоящее время изучает, как компоненты-предшественники и поверхности раздела влияют на процесс кристаллизации перовскитов.

(Изображение: Шарлотта Перхаммар / Лю)

«Мы и несколько других групп обнаружили, что простое введение дополнительного количества органических галогенидов в прекурсоре может помочь пассивировать дефекты и добиться высокоэмиссионных пленок перовскита», – говорит Чжунчэн Юань, аспирант кафедры физики, химии и биологии (IFM) в ЛиУ, который является первым автором статьи. Однако избыток органических галогенидов препятствует кристаллизации перовскита, что приводит к эмиссионным слоям перовскита с низкой проводимостью и неэффективным светодиодам.

В настоящее время ученые решили эту дилемму, поддерживая кристаллизацию перовскита оксидом металла ZnO, который помогает удалить подходящее количество дополнительных органических катионов, что делает возможным лучшую кристаллизацию. Статья в Nature Communications показывает, как химические реакции между различными слоями оксидов металлов и слоями перовскита влияют на свойства тонких пленок перовскитов и, следовательно, на производительность светодиодов.

Это новое открытие, в сочетании с предыдущими результатами той же группы по работе с дефектами в перовскитах, позволило им изготовить эффективные перовскитовые светоизлучающие пленки в лаборатории. Полученные устройства дают светодиоды ближнего инфракрасного диапазона с квантовой эффективностью 19,6%, то есть 19,6% электронов, подаваемых на устройство, излучаются в виде света (фотонов), что является одним из лучших показателей для светодиодов на основе перовскита в мире.