添加ZnBr2优化晶体尺寸，获得稳定钙钛矿型蓝色发光二极管！

编辑推荐：通过添加ZnBr2可以有效地调节晶体的排列同时填充了离子缺陷和空位，极大地改善了PeLED的器件性能。最终得到了一种高稳定的蓝色PeLED，其EL发射波长为477 nm，亮度为1245cd/m2，EQE为1.3%。

低维钙钛矿作为实现稳定发光二极管(LED)的候选材料已被广泛研究。然而，蓝光发光器件通常具有与逐渐红移发射相关的低稳定性。为解决这一问题，来自中国台湾的国立台北科技大学等单位的科研人员研究了添加溴化锌对苯基铵和溴氯混合无机钙钛矿晶体结构的影响。随着ZnBr₂的加入，低维钙钛矿结构发生了形态变化。同时，ZnBr₂能有效地解决离子缺陷填充和空间结构性质转换问题。优化后的ZnBr₂辅助PEA-CsPbBr_xCl_3-x LED具有1245cd/m²的高亮度和1.30%的高外量子效率。此外，这种蓝色发光二极管具有很好的光谱稳定性，在外部激励下仅观察到3 nm的红移。结果清楚地表明，ZnBr₂的加入有效地提高了蓝色发光钙钛矿的稳定性。相关论文以题目为“Stableblue perovskite light-emitting diodes achieved by optimization of crystal dimension through zinc bromide addition”发表在Chemical Engineering journal期刊上。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.128774

杂化钙钛矿材料由于其良好的光学性能以及结构和禁带宽度的稳定性，近年来得到了广泛的研究。到目前为止，已经开发了各种钙钛矿型半导体器件，包括光伏器件、激光器和发光二极管(LED)。值得注意的是，许多研究已经通过使用低维钙钛矿来调制钙钛矿发光层，以提高钙钛矿发光二极管(PeLED)的性能。低维钙钛矿晶体可以增强辐射复合几率，因为激子的高结合能导致了良好的光学性能。在过去的五年中，低维无机钙钛矿材料在绿光范围内的外量子效率(EQE)超过10%，亮度也保持在104cd/m²以上，取得了突破性进展。

然而，要获得具有相当稳定性的高发光蓝光PeLED仍然是具有挑战性的。目前报道的低维无机钙钛矿蓝光发光材料大多含有Br和Cl阴离子，可以有效地控制电致发光和光致发光。然而，在长激发时间和高能激发下，EL和PL都有逐渐红移的趋势，这是由于CsPbBr_xCl_3-x钙钛矿中卤化物离子的大小不同和晶格缺陷导致的不规则晶体排列所致。最近，除了溴化铅之外，二溴化物无机盐也被用来提供过量的Br−来填充晶格缺陷，防止离子迁移。

此外，化学计量法用于将范德华力转换为离子力，以促进晶体排列，从而为LED提供合适的尺寸晶体结构。这种方法成功地解决了低维晶体稳定性和无序排列的问题。一些研究使用无机钙钛矿型量子点晶体和溴化锌在溴化铅表面诱导形成溴化铅以终止晶体。过量的溴离子可以减轻钙钛矿合成过程中产生的离子缺陷。因此，在本研究中引入来调节和稳定一维晶体结构，并在溴化铅表面实现晶体终止。最后，证明了所制备的ZnBr₂辅助蓝皮具有更好的发光和稳定性，并且在电致发光光谱中表现出较小的红移，为实现高效稳定的PeLED提供了一种有效的策略。（文：爱新觉罗星）

图1。各种溴盐的XPS结合能-调控PEA-CsPbBr_xCl_3-x（a）ZnBr_2-0.2的Zn2p轨道（b）ZnBr_2-0.2、ZnBr_2-0.1和SnBr_2-0.2的Pb4f轨道（c）ZnBr_2-0.2、ZnBr_2-0.1和SnBr_2-0.2的Br3D轨道。（d）结晶过程结束时ZnBr₂与PbBr₂或PbCl₂相互作用的模型。（e）XRD（10–60θ）和（f）GIWAXS 1D剖面（2–10 nm）。（g）随着ZnBr₂比率的增加，预期钙钛矿结构演变的示意图。

图2.不同ZnBr₂比率(0.1、0.2和0.4)的2D图案GIWAXS按ZnBr₂(a、b和c)的递增顺序排列。不同ZnBr₂比(0.1，0.2，0.4)的二维图案PLE按ZnBr₂(d，e，f)的递增顺序排列。

图3。(A)TR-PL和(B)不同ZnBr₂比率(0.1、0.2和0.4)的PL寿命的2D谱观察。(C)在390 nm激发波长下，具有不同ZnBr₂比例(0.1、0.2和0.4)的薄膜的PLE 1D轮廓，从375 nm到425 nm。不同ZnBr₂比(0.1，0.2，0.4)在不同激发能量下的(d，e，f)PLE 1D分布。

图4。（a）优化的PeLEDs器件原理图及其相关的带隙层。（b） 基于ZnBr_2-0.2比率的PeLEDs（插图）的电压-电流密度（左）和亮度（右）曲线。基于不同ZnBr₂比率（0.1、0.2和0.4）的PeLEDs的性能。（c）电压与亮度。（d）电压与电流密度。（e）电流密度与EQE。