近日，井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院王兆億博士在高穩(wěn)定近紅外鈣鈦礦發(fā)光二極管領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“Enhancing Thermal Tolerance for Bright and Stable Near-Infrared Perovskite LEDs”為題，以第一作者在國際頂級期刊《Advanced Materials》上發(fā)表。

金屬鹵化物鈣鈦礦因其獨(dú)特的優(yōu)異光電特性，已成為光電領(lǐng)域研究的明星材料。PeLED發(fā)展迅速，目前電致發(fā)光的EQE已可與OLED和QD-LED相媲美。然而，穩(wěn)定性一直是阻礙PeLED商業(yè)化的主要挑戰(zhàn)。 

盡管近年穩(wěn)定性已在中等電流密度下顯著提高，但在高電流密度（~100 mA cm?2及以上）下，PeLED的效率和穩(wěn)定性會快速下降，這對需要高輻射亮度的應(yīng)用非常不利。器件在高電流密度下因焦耳熱引起的高溫可能導(dǎo)致鈣鈦礦發(fā)光層降解，是限制穩(wěn)定性的主要因素。因此，提高PeLED在高電流密度下的穩(wěn)定性和性能是推動其發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。

該研究的核心在于通過采用一種含有甲脒基團(tuán)的多功能穩(wěn)定劑APAB，成功開發(fā)了具有更高熱耐受性的鈣鈦礦材料，能有效防止α-FAPbI?鈣鈦礦在高溫下的相變和分解。基于此，鈣鈦礦發(fā)光二極管（PeLED）實現(xiàn)了約24.7%的峰值外量子效率（EQE），并在70至1200 mA cm?2的寬電流密度范圍內(nèi)，EQEs保持在20%以上。 

器件的最大輻亮度為2270 W sr-1 m?2，是目前近紅外PeLEDs迄今報道的最高值之一。在高電流密度下內(nèi)保持高EQE是實現(xiàn)超高輻射亮度的關(guān)鍵。此外，含有APAB器件表現(xiàn)出優(yōu)異的工作穩(wěn)定性，在不同恒定電流密度下壽命（T??）顯著提升：500 mA cm?2時為6.6小時，400 mA cm?2時為12.7小時，300 mA cm?2時為19.2小時，200 mA cm?2時為49.5小時，100 mA cm?2時為238.6小時，50 mA cm?2時為350小時，這是迄今報道的最穩(wěn)定的PeLED之一。

來源：井岡山大學(xué)