新型逐层热蒸发方法可实现高性能钙钛矿发光二极管

来源：钙钛矿材料和器件发布时间：2025-08-04 11:48:35

南京工业大学(NanjingTech)和华南理工大学(South China University of Technology)的研究人员展示了一种逐层(Layer-By-Layer，LBL)热蒸发策略，以制备具有可调发射波长的高质量钙钛矿发光薄膜。

钙钛矿薄膜顺序热蒸发示意图。图片来源：自然通讯热蒸发钙钛矿发光二极管在未来的显示和照明中非常有前景。然而，目前的多源共蒸发方法面临着结晶度调节困难等挑战，特别是对于红色钙钛矿发光二极管，其外部量子效率仍低于2%。在最近的这项工作中，该团队使用LBL蒸发技术依次沉积有机卤化物甲脒氢碘化物(FAI)、金属卤化物CsBr、5-氨基甲酸(5-AVA)添加剂和金属盐化物碘化铅(PbI2)作为固体前前体。通过随后的退火过程，科学家们实现了固体前驱体薄层(~50 nm)的完整扩散、反应和结晶，形成了高质量的钙钛矿薄膜。他们指出，5-AVA的引入可以有效抑制真空沉积过程中的原位界面反应，减缓后退火过程中的结晶过程，显着提高钙钛矿薄膜的晶体质量。此外，5-AVA可以与不配位的Pb²⁺形成配位键，抑制缺陷诱导的非辐射复合。

优化后的发光薄膜表现出均匀的光电特性，提高了辐射复合效率。结果，该团队实现了高效的全热蒸红光PeLED(CsxFA1−xPbIy Br3−y)，最大EQE为9%，亮度超过1500cd/m2(670nm)。LBL 蒸发允许通过控制元素比例来连续调整发射光谱，由此制备的发射深红光PeLED (CsxFA1−xPbI3)，显示EQE为7.27%(730 nm)，辐射度为204.71 W/sm2。此外，通过利用顺序热蒸发的大面积均匀性，科学家们实现了大面积(50 × 50 毫米2)以及图案化自发光薄膜和器件。