有机/无机异质界面工程实现电荷平衡分布：Liq/LiF复合电子注入层提升钙钛矿发光二极管性能

针对传统LiF超薄电子注入层(EIL)因覆盖不全和缺陷导致电荷分布不均的问题，研究人员通过构建Liq/LiF复合EIL(cEIL)，结合Liq的界面过渡优势与LiF强极性特性，显著改善表面电位分布。优化后的钙钛矿发光二极管(PeLEDs)外量子效率(EQE)提升至20.53%，电流效率(CE)达98.59 cd/A，为高性能光电器件界面工程提供新思路。

　　

在追求高效光电器件的道路上，有机/无机界面的电荷传输问题犹如一道难以逾越的鸿沟。传统锂氟化物(LiF)超薄电子注入层(EIL)虽能增强铝电极与有机电子传输层(ETL)间的电子注入，但其强离子键特性导致蒸发沉积时形成岛状结构，无法完全覆盖基底，更糟的是会在电场作用下产生大量缺陷电荷陷阱。这些缺陷如同道路上的坑洼，阻碍电子均匀流动，最终导致器件性能下降。面对这一挑战，西南交通大学的研究团队独辟蹊径，通过巧妙融合8-羟基喹啉锂(Liq)的平滑界面特性与LiF的强极性优势，构建出Liq/LiF复合电子注入层(cEIL)，成功实现了电荷的平衡分布，将钙钛矿发光二极管(PeLEDs)的性能推向新高度。这项突破性研究发表于《Materials Today Physics》。

研究团队采用原子力显微镜(AFM)与开尔文探针力显微镜(KPFM)联用技术表征界面形貌与电位分布，结合Setfos器件模拟分析电荷传输动力学，并利用频率域极化映射(FDPM)技术检测界面态密度(D_it
)。所有实验均以PO-T2T(一种常用于钝化钙钛矿缺陷的三嗪衍生物)作为ETL基底。

研究结果

表面粗糙度与电位分布
AFM/KPFM显示cEIL使PO-T2T表面平均粗糙度(R_a
)从2.7 nm微降至2.62 nm。关键发现在于：传统LiF因强离子键形成离散岛状结构，而cEIL则展现出连续均匀的表面电位分布，电位差从LiF单层的218 mV显著降低至47 mV，为电子注入提供了更均匀的通道。

电荷传输与复合增强
Setfos模拟揭示：虽然cEIL使初始电子密度略有降低，但电子在ETL和发光层(EML)的分布更加均衡，复合强度提升1.8倍。FDPM数据进一步证实cEIL使界面态密度降低42%，载流子振荡减弱，弛豫时间缩短31%，表明界面非辐射复合损失得到有效抑制。

器件性能突破
优化后的PeLEDs实现外量子效率(EQE)从15.74%跃升至20.53%，电流效率(CE)从73.39 cd/A提升至98.59 cd/A，创下当时同类器件效率纪录。效率滚降现象也明显改善，在1000 cd/m²
亮度下EQE仍保持18.7%。

结论与意义
该研究通过分子工程策略，首次将Liq的界面适配性与LiF的强极性优势协同整合，解决了有机/无机异质界面电荷分布不均的核心难题。cEIL设计不仅显著提升了PeLEDs的效率指标，更通过降低界面态密度和优化电荷平衡，为开发高稳定性光电器件提供了普适性界面工程方案。这项工作深化了对有机/无机界面电荷传输机制的理解，为下一代显示与照明技术的发展奠定了重要基础。