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05-10 09:23

科学背景

金属卤化物钙钛矿是有前途的下一代发光二极管。（LED）选择发光材料。LED矿采用纯红色钙钛矿。（PeLED）同时实现高亮度和高效率是目前的目标之一。CsPbI3-xBrx三维(3D)发射体具有优异的载流子传输能力和高色纯度，可使纯红PeLEDs快速、超高亮度。但是，这些设备在高电流强度下容易出现效率下降和亮度下降的情况。宋永慧(博士)，中国科技大学、李波(博士后)、王子健(博士生)和台晓琳(博士生)是共同的第一作者。中国科技大学姚宏斌教授、樊逢佳教授、林岳教授、胡伟教授是共同的交流作者，团队自主创造了激发暂态光谱的电力。（EETA）该技术，并且利用该技术揭示了空穴泄漏是造成纯红色三维钙钛矿LED效率滚降的重要因素，并且开发出新型三维钙钛矿异质结亮层减少空穴泄漏(图1)，成功制备出高性能纯红钙钛矿LED。以“相关研究成果”Intragrain 3D perovskite heterostructure for high-performance pure-red perovskite LEDs“在国际顶级期刊Nature上发表了标题。

科学奉献

创新点

1、为了限制注入载流子，开发了一种CsPbI3-xBrx晶内含有窄带隙发射体和宽带隙势垒的异质结构。

2、引入强键合分子[PbX6]4−在框架中扩展3D CsPbI3-xBrx晶格结合了宽带间隙势垒。

3、具有24,600 cd m−在22,670中，高亮度，24.2%的最大外量子效率和低效率下降。 cd m−在高亮度下，外量子效率保持在10.5%。

科学启迪

准二维和超小量子点钙钛矿主要用于已报道的高性能纯红钙钛矿LED(外量子效率超过20%)。但由于其低载流子迁移率，亮度难以提高。钙钛矿(如CsPbI3)三维混合卤化物-xBrx）虽然CsPbI3-xBrx三维钙钛矿的LED效率在亮度上升时会严重下降，但由于缺乏LED原点表征设备，其背后的机制并不明确。为解决这个问题，研究小组利用电激起暂态吸收光谱技术，发现效率下降是由于空穴泄漏造成的。基于这一发现，他们开发了一种新型的CsPbI3-xBrx晶体异质结构，其中包括窄带间隙发射体和宽带间隙势垒，用于限制注射的载流子。引入强键合分子[PbX6]4−在框架中，3D成功扩展构建宽带间隙势垒的CsPbI3-xBrx晶格。结果表明，这种新型异质结构显著提高了纯红PeLEDs的性能。装置完成了24,600 cd/m−最大外量子效率为22,670，高亮度和24.2%。 cd/m−2在高亮度下仍然可以保持10.5%的外量子效率，显示出较低的效率下降。这个结果不仅揭示了3D 通过创新的材料设计策略，CsPbI3-xBrx基PeLEDs中效率下降的机制为高性能纯红色钙钛矿LED的发展提供了新的思路和方法，有望促进其在显示和照明领域的实际应用。

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