南京理工大学AM:“喷墨打印钙钛矿QLED效率突破21.73%!二硫醇‘交联术’一举解决墨水、成膜、稳定性三大难题

来源:知光谷发布时间:2025-10-09 15:46:29

喷墨打印为制备钙钛矿量子点发光二极管(Pe-QLEDs)提供了一种可扩展、成本效益高的途径,尤其适用于高分辨率显示应用。然而,钙钛矿量子点(Pe-QD)墨水的印刷性能差和稳定性有限等问题阻碍了其广泛应用。

为克服这些限制,本研究南京理工大学黄静、李晨森和徐勃等人引入了1,4-双(3-巯基丁酰氧基)丁烷(BD1)这一基于二硫醇的可交联添加剂,以实现高性能喷墨打印Pe-QLEDs。BD1具有三个关键功能:i)优化墨水流变性能,促进均匀液滴形成和适应性强的喷墨打印过程;ii)其巯基与QD表面未配位的Pb²⁺位点配位,减轻墨水配制和沉积过程中的配体损失,从而降低缺陷密度并提升光学质量;iii)参与与油酸配体的硫醇-烯点击反应,形成稳固的交联网络,提高薄膜完整性和器件稳定性。利用这些协同效应,采用BD1的Pe-QLEDs实现了创纪录的高外量子效率(EQE)21.73%,峰值亮度30,637.82 cd m⁻²,并延长了工作寿命。该添加剂工程策略还在红、蓝光Pe-QLEDs中展现出通用性,突显其广泛适用性。

这些发现将BD1定位为一种高效的多功能添加剂,用于稳定和优化Pe-QD墨水,为高分辨率全彩Pe-QLED显示器及其他印刷光电器件的规模化生产铺平道路。

文章亮点:

  1. 多功能添加剂设计:BD1通过巯基配位、交联反应与流变调控,同步提升墨水稳定性、印刷质量与薄膜性能。
  2. 创纪录器件效率:喷墨打印绿光Pe-QLED实现21.73%的EQE与30637 cd m⁻²的亮度,为当前报道最高值。
  3. 普适性与稳定性:策略适用于红、蓝光器件,交联网络显著增强薄膜溶剂耐受性与器件工作寿命(T₅₀从58分钟提升至177分钟)。

W. Lu, Y. Wu, X. Li, et al. “ Multifunctional Dithiol Crosslinking Additive Enables Highly Efficient and Stable Inkjet-Printed Perovskite Quantum Dot Light-Emitting Diodes.” Adv. Mater. (2025): e15555.

https://doi.org/10.1002/adma.202515555


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