Chem. Eur. J. :基于Cu修饰NiOx纳米晶的量子点电致发光器件
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详细介绍

浙江大学金一政课题组报道了金属Cu羧酸盐修饰的NiOx纳米晶(NiOx-Cu)的可控合成及其在量子点发光二极管(QLED)中的应用。该课题组采用低温制备(~135℃)的NiOx-Cu纳米晶薄膜作为空穴注入层,使得红光QLED器件外量子效率(EQE)达到17.5%,1,000 nits初始亮度下的T95工作寿命超过2,800小时。


QLED采用量子点作为发光中心,兼容了量子点材料稳定、高效、高色纯度的光学性质和可溶液加工的属性,有望实现高性能的全溶液工艺制备的LED器件,在显示设备和固态照明等领域的应用上具有巨大的潜力。NiOx基薄膜因具备良好的透光性、优异的稳定性及阻挡电子的能力,作为空穴注入层广泛应用于QLED器件(Adv. Funct. Mater. 27, 1704278, 2017;Nanoscale 10, 11103, 2018;Nanoscale 11, 1021, 2019;Adv. Funct. Mater. 30, 1907265, 2020)。


然而,已报道的高性能QLED器件中的NiOx薄膜均采用前驱体溶液法制备。在前驱体溶液法中,沉积薄膜后通常需要高温(>275℃)处理驱动化学反应的进行,使前驱体薄膜原位转化成NiOx薄膜。高温工艺严重限制了QLED器件结构设计及柔性器件的发展。为了解决这一问题,研究人员致力于开发低温NiOx成膜工艺。比如,南方科技大学陈树明课题组采用燃烧法于150℃下成功制备结晶质量高且平整度良好的NiOx薄膜,并实现柔性QLED器件的制备(Nanoscale 11, 1021, 2019)。遗憾的是,基于燃烧法制备的NiOx薄膜的QLED器件,其工作性能远不及基于高温前驱体溶液法制得的NiOx薄膜的QLED器件。


基于上述考虑,浙江大学金一政课题组基于可低温成膜的NiOx纳米晶溶液展开研究。针对纯NiOx薄膜导电性能不佳的问题,该课题组开发了金属Cu羧酸盐表面修饰的方法。该修饰方法在不改变NiOx纳米晶尺寸形貌、晶体结构和费米能级的基础上,大幅度提高了其导电性能,从而实现高工作性能的红光QLED器件,器件效率和工作寿命均优于以前驱体溶液法制得的NiOx薄膜作为空穴注入层的QLED器件。该研究结果揭示了空穴注入层导电性能对QLED性能的重要作用,为高性能QLED中NiOx基空穴注入层的设计提供指导,同时为柔性器件制备提供新思路。

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