作为一种新型光源技术,蓝光钙钛矿发光二极管(PeLEDs)在外量子效率方面已取得显著进展,但其较差的运行稳定性仍是制约商业化应用的瓶颈问题。目前对蓝光PeLED的稳定性评估多基于较低的初始亮度(100 cd·m-2),所测得的寿命(T50)普遍仅为10-100分钟,而工业显示领域通常要求在1000 cd·m-2的高亮度下进行测试。因此,高亮度下效率较低与器件寿命较短,已成为蓝光PeLED走向商业化所面临的核心挑战。如何在超低电压条件下同时实现高功率转换效率(PCE)与高亮度,是解决PeLEDs运行寿命较短问题的有效途径。
针对上述挑战,我校陈大钦教授课题组通过在发光层中引入零维钙钛矿相,有效钝化了材料缺陷,并结合大位阻阳离子工程策略,成功将发光层的半导体特性从n型调控为p型。所制备的PeLED器件在1.9 V的超低开启电压(约为带隙电压的75%)下即可工作,实现了24.5%的功率转换效率以及7449 cd·m-2的最大亮度,突破了传统蓝光PeLED依赖高驱动电压的限制。值得关注的是,通过大幅降低器件驱动电压,有效抑制了焦耳热效应与离子迁移现象,使其在1000 cd·m-2亮度下的运行寿命提升至318.8分钟。本研究为开发兼具高效率、高亮度与长寿命的蓝光PeLEDs提供了思路。
相关成果以“Stable Sky-Blue Perovskite LEDs Achieved by Efficient Sub-Bandgap Emission With 24.5% PCE”为题发表于国际学术期刊《Advanced Functional Materials》。福建师范大学为论文第一完成单位,我校博士研究生郑嵩为第一作者,王志斌副教授和陈大钦教授为共同通讯作者。该研究工作得到国家自然科学基金和福建省自然科学基金等项目的资助。
论文链接: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202521079