福建师范大学AFM:超低压运行!天蓝色钙钛矿LED实现24.5%转换效率与318分钟寿命

来源:知光谷发布时间:2025-10-09 15:04:47

作为新兴光源技术,蓝色钙钛矿发光二极管(PeLEDs)在外量子效率方面取得了显著进展,但其较差的工作稳定性仍是制约进一步商业化的关键瓶颈。在超低电压条件下同时实现高功率转换效率(PCE)和高亮度,是实现长寿命PeLEDs的有力策略。

本文福建师范大学王志斌和陈大钦等人通过在钙钛矿发光层中引入零维(0D)钙钛矿相,实现了有效的缺陷钝化,同时通过大位阻阳离子工程策略将半导体特性从n型调控为p型。所得PeLED可在低于带隙电压下工作,实现了24.5%的高PCE。值得注意的是,大幅降低的驱动电压抑制了焦耳热和离子迁移,将器件在1000 cd m⁻²亮度下的工作寿命延长至创纪录的T₅₀ = 318.8分钟。

本研究为开发同时具备高效率、高亮度与长工作寿命的蓝色PeLEDs提供了战略性路线图。

文章亮点

  1. 亚带隙高效发光:器件在1.9V超低开启电压(约为带隙电压的75%)下工作,实现24.5%的PCE和7449 cd m⁻²的最大亮度,突破了传统蓝光PeLEDs的高压运行限制。
  2. 3D/0D异质结缺陷钝化:引入0D Cs₄PbBrₓCl₆₋ₓ相形成3D/0D异质结,有效钝化缺陷,提升PLQY至79.98%,显著抑制非辐射复合。
  3. p型调控与稳定性提升:采用p-F-PEABr调控发光层为p型特性,促进空穴注入平衡,结合低电压运行大幅抑制离子迁移与焦耳热,在1000 cd m⁻²下T₅₀寿命达318.8分钟,为当前同类器件最佳稳定性之一。

X. Zhu, X. Jiang, S. Fu, et al. “ Rational Electrostatic Iodine Regulation for Photothermally Stable Perovskite Solar Cells.” Adv. Energy Mater. (2025): e03666.

https://doi.org/10.1002/aenm.202503666


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