金纳米粒子修饰氧化铟锡阳极的高效率红光钙钛矿发光二极管

编号：CYYJ02556

篇名：金纳米粒子修饰氧化铟锡阳极的高效率红光钙钛矿发光二极管

作者：许青林 项婷 徐伟 李婷 吴小龑 李巍 邱学军 陈平

关键词： 金纳米颗粒 静电吸附 微腔效应 钙钛矿发光二极管

机构： 西南大学物理科学与技术学院 中国工程物理研究院流体物理研究所 广东药科大学

摘要： 金纳米颗粒对提升钙钛矿发光二极管的外量子效率有重要作用.为了避免金纳米颗粒与发光层直接接触,先前工作合成的Au NPs@SiO2影响器件电荷传输且不易合成;而将金纳米颗粒共混在聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸酯)中时,金纳米密度又不易控制,不适合做理想的空穴传输层.于是,本文采用静电吸附的方法将粒径约20 nm的金纳米颗粒均匀地修饰在氧化铟锡阳极上,并采用聚(9-乙烯基咔唑)作为空穴传输层,使红光(NMA)2Csn–1PbnI3n+1钙钛矿发光二极管的最大发光亮度从未修饰金纳米颗粒前的约5.2上升到约83.2 cd/m2,最大外量子效率从约0.255%上升到约6.98%.机理研究表明,金纳米颗粒修饰的氧化铟锡电极与铝电极之间可以形成光学微腔.利用微腔中的透射光与反射光相互作用,可以增强器件整体的耦合出光效率.金纳米颗粒修饰的(NMA)2Csn–1Pbn I3n+1钙钛矿器件荧光光谱和荧光强度随角度关系,证明了该微腔效应是导致(NMA)2Csn–1PbnI3n+1钙钛矿荧光增强的主要机制.其次,对金纳米颗粒密度对器件发光特性进行探究,发现约15 min吸附时间的器件性能最优.最后,本文论证了金纳米颗粒对钙钛矿薄膜形貌、结晶、电学性能的影响和金纳米颗粒等离子体共振效应不是主要机制.本工作将金纳米颗粒成功应用于红光钙钛矿发光二极管,为将来进一步探索低成本、高效率的钙钛矿发光二极管提供了一种可行的研究思路.