异构多氢键作用实现了蓝色钙钛矿LED的制备

《Nature》：Isomeric multi-hydrogen-bonding enables blue perovskite LEDs

　　

摘要

尽管钙钛矿发光二极管领域取得了巨大进展，但蓝色钙钛矿发光二极管的电致发光性能仍远远落后，这限制了该技术在彩色显示器中的广泛应用^{1，2，3，4，5}。蓝色发光材料的宽能隙要求相应的电致发光器件使用更高的工作电压，这进一步加剧了具有离子特性的钙钛矿的八面体结构不稳定性^6，7。在此，我们通过使用异构分子在钙钛矿内部及界面构建氢键网络，实现了高效且稳定的具有饱和蓝色发光特性的钙钛矿发光二极管。空穴传输层与发光层之间的O-苄基羟胺盐酸盐（OBCl）可作为氢键供体，与钙钛矿的无机骨架结合，从而提升钙钛矿的结构稳定性，并因其较大的偶极矩而降低空穴能量障碍。加入钙钛矿中的N-苄基羟胺盐酸盐（NBCl）则可为OB⁺和钙钛矿提供形成氢键的受体和供体位点。这种异构分子间的氢键作用进一步强化了由OB⁺界面分子所引导的钙钛矿薄膜的定向排列，提升了载流子迁移率并增强了材料的稳定性。实验结果表明，所制备的蓝色钙钛矿发光二极管在463纳米波长处的外部量子效率可达16.8%，在468纳米波长处则为22.0%，同时器件的稳定性也有了显著提升，其性能处于纯蓝色和深蓝色钙钛矿发光二极管中的领先水平。