近日，吉林大学物理学院新型电池物理与技术教育部重点实验室王宁教授团队在深蓝光钙钛矿发光二极管（PeLEDs）研究方面取得重要进展，相关成果以“Deep-Blue Electroluminescence of Perovskites with Reduced Dimensionality Achieved by Manipulating Adsorption-Energy Differences”为题发表在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed. DOI: 10.1002/anie.202210322）上。
由于卤化物钙钛矿具有优异的光电特性，其被广泛应用于第三代太阳能电池，发光二极管，光电探测器等领域。当前，绿色、红色、近红外PeLEDs已经突破了20%的外量子效率（EQE）。然而，发展滞后的蓝色PeLEDs严重限制了其在全彩显示、照明与信息技术领域的商业化应用潜力。特别对于深蓝光（< 460 nm）PeLEDs，由于载流子迁移率低、离子迁移、电致发光光谱不稳定、器件寿命短等问题，其发展尚处于初级阶段。因此，如何实现高效稳定的深蓝PeLEDs已成为领域内亟待解决的重要科学难题。
基于此，王宁教授研究团队提出并实现了一种新的策略：通过利用不同配体与卤化物钙钛矿表面的吸附能差异（Adsorption-Energy Difference）来有效控制配体与发光材料之间的作用速率，进而达到精确控制低维钙钛矿n值分布的目的，并实现高效深蓝光电致发光器件。通过DFT理论计算，作者选择了具有高低吸附能特性的配体作为研究对象，首次成功揭示了吸附能差异对降低维度的钙钛矿薄膜的维度再分布的作用与机制。通过减缓具有更小吸附能的配体与钙钛矿之间的作用速率来抑制低维钙钛矿相值n，达到促进不同维度之间的能量传递的作用。这种新的维度调节策略为低维蓝光钙钛矿提供了更加明晰的相再分布的机理，将对低维度钙钛矿的光电器件发展提供一条切实可行的技术路线与理论基础。最终，作者成功制备了发光中心波长为457 nm的高效（EQE = 4.62%）稳定（T50 = 90.16 min）深蓝光PeLEDs，该结果为目前铅基深蓝光PeLEDs领域的最高效率。此外，为证明该方法的普适性，作者采用该策略制备了青色，天蓝色，纯蓝色的PeLEDs，上述器件均证明了该方法的有效性。
本论文的第一作者为吉林大学物理学院凝聚态物理专业博士研究生董建超，通讯作者为吉林大学物理学院王宁教授，共同通讯作者为上海大学杨绪勇教授。该工作得到了国家自然科学基金委、吉林省科技厅等资金的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.202210322
