《Journal of Luminescence》：Enhanced Performance of Perovskite LEDs Fabricated in Ambient Air Assisted by Solvent Engineering
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金属卤化物钙钛矿发光二极管通过溶剂工程策略在潮湿空气中实现高效制备。研究显示N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）溶剂通过强配位作用与Pb2?结合，抑制水分和氧气干扰，促进薄膜结晶动力学优化，形成高取向性晶体结构，减少缺陷态。对比传统DMSO溶剂，在空气环境中制备的绿色PeLED达到10700 cd/m2峰值亮度和1.33%外量子效率，性能提升近一个数量级，为低成本简化制造提供新路径。
Xuan’ang Li|Li Song|Fan Yang
天津工业大学电子与信息工程学院电子材料与器件重点实验室，中国天津 300401
摘要
金属卤化物钙钛矿发光二极管（PeLEDs）在发展上取得了快速进展，展现出巨大的潜力，有望应用于下一代显示和照明技术。然而，目前大多数高性能器件都是在惰性气氛中制造的，在高湿度环境中实现高效制造仍然是一个严峻的挑战，因为水分会严重干扰结晶过程。本文提出了一种溶剂工程策略，以克服水分和氧气对结晶动力学的干扰。研究表明，利用N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）溶剂与前驱体之间的强路易斯碱配位作用，以及其对基底更好的润湿性，可以有效调控薄膜形成过程中的结晶，从而获得晶体取向更优、陷阱态更少的钙钛矿薄膜。与常用的二甲基亚砜（DMSO）相比，这种方法制备的绿色PeLEDs在完全环境条件下达到了10,700 cd/m2的峰值亮度以及1.33%的外部量子效率（EQE），且无需使用抗溶剂。这些性能指标比DMSO对照组高出约一个数量级，显著优于基于传统溶剂系统的器件。这项工作揭示了溶剂性质在空气中的钙钛矿结晶过程中的调控作用，为低成本和简化器件制造技术提供了新的见解。
部分内容摘录
引言
金属卤化物钙钛矿因其可调的带隙、高的光致发光量子产率（PLQY）和优异的色彩纯度，成为下一代显示技术的有力竞争者。[1],[2],[3],[4],[5] 近年来，通过界面工程和尺寸控制等策略，钙钛矿发光二极管（PeLEDs）的外部量子效率（EQE）已超过30%。[6],[7] 然而，这些高性能器件大多仍依赖于
材料
溴化铯（CsBr，99.9%）购自Advanced Election Technology Co., Ltd. 溴化铅（PbBr?，99.9%）、溴化甲胺（FABr，99.9%）、溴化苯乙胺（PEABr，99.9%）、聚（3,4-乙烯二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT:PSS）和1,3,5-三（2-N-苯基苯并咪唑基）苯（TPBi）购自西安Yuri Solar Co., Ltd. 二甲基亚砜（DMSO）购自Sigma-Aldrich（上海）贸易有限公司。N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）购自结果与讨论
为了解决传统DMSO溶剂对水分的敏感性，我们最初选择了NMP和FoA作为替代溶剂进行系统比较研究。这两种溶剂对钙钛矿前驱体的溶解性都很好，但它们的物理化学性质与DMSO略有不同（见表S1，支持信息）。我们系统地比较了它们的基本物理化学性质，包括沸点、粘度、介电常数和饱和度
结论
在本研究中，我们系统地研究了三种溶剂（DMSO、NMP和FoA）对在空气中制备的FAPbBr?钙钛矿薄膜的物理性质和结晶动力学的影响。研究表明，NMP具有优异的防潮性能，并且能与Pb2?发生强配位作用，有效减轻了大气中的水分和氧气对成核过程的负面影响。这一机制促进了钙钛矿薄膜的生长
作者贡献声明
Fan Yang：撰写 – 审稿与编辑。Li Song：撰写 – 审稿与编辑、资金申请、概念构思。Xuan’ang Li：撰写 – 初稿撰写、数据整理
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。
利益冲突声明
? 作者声明没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金（项目编号：62305101）的支持。
