广西大学Light Sci. Appl:基于胶体CsPbBr₃纳米片的高效深蓝LED,满足Rec.2020色域标准

来源:知光谷发布时间:2025-09-24 09:50:17

胶体量子限域的CsPbBr₃纳米片具有窄发射线宽和厚度可调的光致发光特性,是深蓝钙钛矿发光二极管的理想候选材料。然而,传统长链配体的弱表面配位导致纳米片面对面堆叠,造成器件发射红移。

本文广西大学曹盛、赵家龙和邹炳锁等人提出一种酸辅助配体钝化策略,成功制备出符合Rec.2020色域标准的高效深蓝PeLED。表面化学分析表明,氢溴酸促进质子辅助剥离长链配体,并与硫代三丁基膦形成稳定的Pb–S–P配位键,吸附能高达–1.13 eV。该策略显著提升了表面缺陷钝化效果,使光致发光量子产率提升至96%,发射峰位于461 nm,半高宽仅13 nm。通过时间分辨荧光和瞬态吸收光谱证实,钝化后激子复合增强,缺陷态密度降低。

所制备的PeLED在CsPbBr₃纳米片基器件中性能创纪录,最大外量子效率达6.81%,峰值亮度143 cd/m²,CIE色坐标(0.136, 0.046)完全符合Rec.2020标准,较未钝化器件提升十倍。

文章亮点

  1. 酸辅助配体钝化策略:通过HBr酸蚀结合S-TBP短链配体,形成强Pb–S–P配位键,显著提升纳米片表面稳定性,抑制堆叠导致的发射红移。
  2. 优异光学性能与色纯度:实现461 nm深蓝发射,半高宽仅13 nm,PLQY高达96%,CIE-y值低至0.046,完全满足Rec.2020超高清显示标准。
  3. 器件性能突破:PeLED外量子效率达6.81%,亮度143 cd/m²,为当前纳米片基深蓝PeLED最高水平,具备良好的光谱稳定性与商业化潜力。

Song, Y., Cao, S., Wang, Y. et al. Efficient deep-blue LEDs based on colloidal CsPbBr3 nanoplatelets meeting the Rec.2020 standard. Light Sci Appl 14, 336 (2025).

https://doi.org/10.1038/s41377-025-02019-1

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