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黄维院士、王建浦教授团队在Light: Science & Applications《光:科学与应用》发文报道顶发光微腔结构高效率钙钛矿发光二极管成果
 添加时间:2020/06/11 发布:
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近日,南京工业大学先进材料研究院黄维院士、王建浦教授团队在顶发光微腔结构钙钛矿发光二极管(PeLED)领域取得最新进展,实现了超过20%的外量子效率。

金属卤化物钙钛矿材料具有可溶液法制备、高载流子迁移率、高荧光量子效率的特点。PeLED的器件效率近年来提升迅速,成为下一代照明与显示技术的有力竞争者。然而钙钛矿材料由于其较大的折射率,导致大量的光子被限制在器件内部,阻碍了PeLED效率的进一步提升。

针对此问题,黄维院士、王建浦教授团队提出通过构筑光学微腔,制备顶发射PeLED,从而大幅度提升器件效率的新思路。光学微腔一方面能够通过Purcell效应提高辐射复合速率,提升荧光量子效率。另一方面,微腔效应使得更多的光子沿着微腔的光轴出射,从而提高了光耦合效率。在材料体系方面,团队选择了具有多量子阱结构的准二维钙钛矿进行优化,获得了荧光量子效率达78%的钙钛矿薄膜。在微腔设计方面,器件底端制备了100 nm的金电极作为全反射层,同时优化了顶端半反射金电极的厚度,将器件的光耦合效率从20%提升到了30%。进一步,通过优化传输层厚度,实现了微腔长度调控与器件内部载流子的平衡注入,最终PeLED器件实现了20.2%的外量子效率。值得注意的是,高质量微腔的制备及其器件内整合,也对电泵浦钙钛矿激光器的实现具有重要借鉴意义。


博士生缪炎峰、程露、邹伟为共同第一作者,通讯作者为黄维院士、王建浦教授、彭其明副研究员。

该研究工作得到了国家自然科学基金重大研究计划、国家自然科学基金、科技部重点研发计划、有机电子及信息显示协同创新中心等大力支持。

文章链接:https://www.nature.com/articles/s41377-020-0328-6


(作者:先进材料研究院;审核:王建浦)


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