井冈山大学在高稳定近红外钙钛矿LED领域取得进展

近日，井冈山大学化学化工学院王兆亿博士在高稳定近红外钙钛矿发光二极管领域取得重要研究进展，相关研究成果以“Enhancing Thermal Tolerance for Bright and Stable Near-Infrared Perovskite LEDs”为题，以第一作者在国际顶级期刊《Advanced Materials》上发表。

金属卤化物钙钛矿因其独特的优异光电特性，已成为光电领域研究的明星材料。PeLED发展迅速，目前电致发光的EQE已可与OLED和QD-LED相媲美。然而，稳定性一直是阻碍PeLED商业化的主要挑战。

尽管近年稳定性已在中等电流密度下显著提高，但在高电流密度（~100 mA cm⁻2及以上）下，PeLED的效率和稳定性会快速下降，这对需要高辐射亮度的应用非常不利。器件在高电流密度下因焦耳热引起的高温可能导致钙钛矿发光层降解，是限制稳定性的主要因素。因此，提高PeLED在高电流密度下的稳定性和性能是推动其发展的关键因素之一。

该研究的核心在于通过采用一种含有甲脒基团的多功能稳定剂APAB，成功开发了具有更高热耐受性的钙钛矿材料，能有效防止α-FAPbI₃钙钛矿在高温下的相变和分解。基于此，钙钛矿发光二极管（PeLED）实现了约24.7%的峰值外量子效率（EQE），并在70至1200 mA cm⁻2的宽电流密度范围内，EQEs保持在20%以上。

器件的最大辐亮度为2270 W sr⁻¹ m⁻2，是目前近红外PeLEDs迄今报道的最高值之一。在高电流密度下内保持高EQE是实现超高辐射亮度的关键。此外，含有APAB器件表现出优异的工作稳定性，在不同恒定电流密度下寿命（T₅₀）显著提升：500 mA cm⁻2时为6.6小时，400 mA cm⁻2时为12.7小时，300 mA cm⁻2时为19.2小时，200 mA cm⁻2时为49.5小时，100 mA cm⁻2时为238.6小时，50 mA cm⁻2时为350小时，这是迄今报道的最稳定的PeLED之一。（来源：井冈山大学）