陳嘉敏，崔向前，胡陸峰，葉志祥王寧李波波仇明俠

1）深圳技術(shù)大學(xué)新材料與新能源學(xué)院，廣東深圳 518118；2）深圳大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，廣東深圳 518060

鈣鈦礦量子點(diǎn)（perovskite quantum dot，PQD）作為一種新型發(fā)光材料，因具有色純度高、發(fā)光波長可調(diào)、量子產(chǎn)率和缺陷容忍度高以及可用濕法工藝合成等優(yōu)勢，成為照明與顯示器件的理想材料之一，受到廣泛研究關(guān)注［1］.通過改變鈣鈦礦ABX3晶體結(jié)構(gòu)中量子點(diǎn)的尺寸和鹵素X離子（Cl-、Br-及I-）的組分，PQD 的發(fā)射光譜可覆蓋整個(gè)可見光波段.PQD同時(shí)也存在易于團(tuán)聚、表面缺陷較多以及可誘導(dǎo)激子的非輻射復(fù)合等缺陷，大幅降低其量子效率、縮短了激子的復(fù)合壽命.電子和空穴遷移率不同會(huì)導(dǎo)致鈣鈦礦量子點(diǎn)發(fā)光二極管（perovskite quantum dot light-emitting diodes，PeLED）載流子注入不平衡，因此，器件的發(fā)光效率很低.

提高鈣鈦礦量子點(diǎn)發(fā)光二極管發(fā)光效率的一般途經(jīng)包括:①改善量子點(diǎn)的制備性能.常見的PQD合成方法包括熱注入法［2］、微波輔助合成法［3］、超聲處理和球磨法［4］及配體輔助再沉淀（ligand assisted reprecipitation，LARP）法［5］等.其中，LARP法由于制備流程簡單、設(shè)備（燒杯和注射器）成本低，是最常見的室溫合成PQD 方法.但是用這些量子點(diǎn)制備的PeLED電光轉(zhuǎn)換效率很低［6］.近年來研究人員通過缺陷鈍化和表面處理［7］，可將電光轉(zhuǎn)換效率提高至28%［8］.②對PQD 進(jìn)行摻雜以及進(jìn)一步優(yōu)化PeLED 器件結(jié)構(gòu)與空穴傳輸層.在ABX3鈣鈦礦量子點(diǎn)晶體結(jié)構(gòu)中，通過對B位二價(jià)金屬離子，如Pb2+、Mn2+、Sn2+及X鹵素離子進(jìn)行替位摻雜，不僅能改變電子結(jié)構(gòu)、帶隙、光譜和穩(wěn)定性，還能降低鉛基鈣鈦礦材料的毒性，改善量子點(diǎn)的光、電和磁學(xué)特性.如SUN 等［9］報(bào)道了Rb+摻雜的準(zhǔn)二維藍(lán)光發(fā)光二極管（light-emitting diodes，LED），通過Rb+的摻入大大提高了光譜的穩(wěn)定性；YAN等［10］將Sm3+摻雜到CsPbCl3中，觀察到了PeLEDs 的電致發(fā)光（electroluminescence，EL）現(xiàn)象，通過調(diào)整摻雜濃度可實(shí)現(xiàn)從藍(lán)色到橙色光譜區(qū)域的調(diào)節(jié).

盡管量子點(diǎn)摻雜與減小PQD 尺寸在一定程度上能夠提高器件的發(fā)光效率，但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致量子點(diǎn)表面缺陷態(tài)密度增大，從而使表面漏電流增大，影響PeLED 的性能［11］.本研究在室溫條件下合成CsPbBr3量子點(diǎn)，并制備CsPbBr3和FASn0.3Pb0.7Br3PeLED，通過優(yōu)化CsPbBr3量子點(diǎn)的形貌、結(jié)構(gòu)、發(fā)光層薄膜厚度及FASn0.3Pb0.7Br3空穴傳輸層材料，確定CsPbBr3和FASn0.3Pb0.7Br3PeLED 的最佳發(fā)光層薄膜厚度和最合適的空穴傳輸層材料，為低成本、大批量液態(tài)制備PeLED 奠定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ).

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

本實(shí)驗(yàn)的溴化鉛（PbBr2）、溴化銫（CsBr）、溴化錫（SnBr2）、甲脒氫溴酸鹽（FABr）、油酸、油胺及聚三芳基胺（聚［雙（4-苯基）（2，4，6-三甲基苯基）胺］（poly［bis（4-phenyl）（2，4，6-triMethylphenyl）aMine］，PTAA）購自中國西安寶萊特光電科技有限公司，乙酸乙酯、正己烷、氯苯、二甲基甲酰胺（dimethylformamide，DMF）、甲苯、乙醇、甲醇、聚（3，4-乙烯二氧噻吩）∶聚（苯乙烯磺酸鹽）（poly（3，4-ethylenedioxythiophene）∶poly（styrenesulfon ate），PEDOT∶PSS）、1，3，5-三（1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基）苯（1，3，5-Tris（1-phenyl-1H-benzimidaz ol-2-yl）benzene，TPBi）、氟化鋰（LiF）、鋁（Al）、丙酮及異丙醇等購自上海阿拉丁生化科技有限公司.

實(shí)驗(yàn)中使用的X射線衍射儀Empyrean購自Malvern Panalytical 公司；探針接觸式膜厚儀KLATencor D-300 和SourceMeter SMU 儀器2614B，分別購自美國KLA-Tencor 公司和Keithley 公司；臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)H1750購自湖南湘儀有限公司；旋涂儀器EZ4購自Schwan Technology公司.

1.2 CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)溶液的合成與晶體結(jié)構(gòu)分析方法

本研究采用LARP 法在室溫下合成CsPbBr3發(fā)光量子點(diǎn)（圖1），具體制備過程為:①將0.34 mmol 的PbBr2溶解于8.4 mL 的DMF 溶液中，制備成0.04 mol/L 的PbBr2-DMF 混合溶液；②在0.26 mmol的CsBr中加入6.4 mL的PbBr2-DMF混合溶液，制備成0.04 mol/L 的CsPbBr3-DMF 混合溶液，70 ℃加熱攪拌30 min，加入100 μL 油酸、50 μL 油胺，充分?jǐn)嚢枨膀?qū)體溶液，密封備用；③取1 mL 溶液快速注入10 mL攪拌的甲苯溶液中，生成黃綠色膠體，隨后加入30 mL 乙酸乙酯溶劑用于去除配體，以8 000 r/min 的轉(zhuǎn)速離心5 min，倒掉上清液保留沉淀；④利用1 mL正己烷溶解沉淀，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心2 min，取上清液獲得CsPbBr3PQD.

圖1 LARP法制備CsPbBr3量子點(diǎn)示意圖Fig.1 Schematic diagram of CsPbBr3 quantum dots prepared by LARP method.

2 結(jié)果與討論

2.1 CsPbBr3量子點(diǎn)溶液的制備及表征結(jié)果

為研究CsPbBr3鈣鈦礦發(fā)光量子點(diǎn)的晶體形貌和尺寸，實(shí)驗(yàn)在室溫下合成的4 瓶CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)溶液.圖2（a）和圖2（b）分別是紫外光和環(huán)境光照射下的CsPbBr3鈣鈦礦納米晶照片.可見，環(huán)境光下澄清透明的量子點(diǎn)溶液，在紫外光照射下可以發(fā)出明亮的綠色熒光.對制備的納米晶進(jìn)行透射電子顯微鏡（transmission electron microscope，TEM）測試，得到不同放大倍數(shù)的鈣鈦礦量子點(diǎn)形貌，如圖2（c）和（d）.由圖2（c）可見，大多數(shù)CsPbBr3PQD 納米晶呈現(xiàn)出矩形形狀，邊界清晰，但大小略有不同.納米晶的尺寸為6.52～14.99 nm，平均邊長為10.1 nm，較均勻的晶粒尺寸使得發(fā)出的光色純度更高，光譜的半高全寬（full width at half maximum，F(xiàn)WHM）更?。?2］.圖2（d）為更高倍數(shù)的TEM 圖，圖中清晰顯示了納米晶的晶格，晶面間距為0.41、0.29 和0.58 nm，分別對應(yīng)CsPbBr3的（110）、（200）和（100）晶面.圖2（e）為CsPbBr3鈣鈦礦納米晶的X 射線衍射（X-ray diffraction，XRD）圖，圖中展示了15.21°、21.50°、30.70°、34.19°、37.60°、43.69°及49.01°的衍射峰，分別代表立方相納米晶的（100）、（110）、（200）、（210）、（211）、（202）及（103）晶面，與圖2（d）的TEM圖像結(jié)果一致.

圖2 LARP法合成的CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)的形貌、結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能（a）環(huán)境光和（b）紫外光照射下的離心純化后CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)納米晶；CsPbBr3納米晶的（c）低倍數(shù)、（d）高倍數(shù)的TEM圖，以及（e）XRD圖Fig.2 Morphology,structure,and luminescence properties of CsPbBr3 perovskite quantum dots synthesized by LARP method.Photos of CsPbBr3 perovskite quantum dots after centrifugation purification under (a) UV lamp and (b) ambient light illumination.(c) Low resolution and (d) high resolution TEM images and of CsPbBr3 perovskite quantum dots.(e) XRD patterns of CsPbBr3 perovskite nanocrystals.

2.2 CsPbBr3量子點(diǎn)PeLED 器件的制備和發(fā)光層厚度的優(yōu)化

圖3 為CsPbBr3量子點(diǎn)發(fā)光二極管的器件結(jié)構(gòu)示意以及器件中各層材料的能級圖.

圖3 （a）CsPbBr3 PeLED的結(jié)構(gòu)圖；（b）器件中各層材料的能級圖Fig.3 (a) Device configuration and (b) the energy level diagram for each layer in the CsPbBr3 PeLED structure.

CsPbBr3PeLED 的制備流程為:①在清洗后的ITO玻璃表面滴加PEDOT∶PSS溶液，用于制備空穴注入層，旋涂儀的轉(zhuǎn)速為4 000 r/min，旋轉(zhuǎn)時(shí)間為60 s，然后放在加熱臺(tái)上在溫度130 ℃下退火15 min，以去除溶劑中的水分；②將熱處理后含有PEDOT∶PSS薄膜的ITO玻璃轉(zhuǎn)移至手套箱中，旋涂8 mg/mL 的聚［雙（4-苯基）（4-丁基苯基）胺］（Poly-TPD）氯苯溶液制備空穴傳輸層，然后在4 000 r/min的轉(zhuǎn)速下旋涂40 s，在加熱臺(tái)上以120 ℃退火20 min，以去除多余的氯苯；③將CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)溶液旋涂于Poly-TPD 薄膜上，旋涂轉(zhuǎn)速為1 500 r/min，時(shí)間為40 s，以控制鈣鈦礦發(fā)光層的膜厚，隨后在室溫下退火15 min，用甲醇擦除部分薄膜，露出ITO底電極；④將襯底轉(zhuǎn)移至真空蒸鍍系統(tǒng)中，分別蒸鍍厚度為40 nm 的TPBi作為電子傳輸層，1 nm的氟化鋰（LiF）中間層及100 nm的Al電極；⑤將LED 器件從蒸鍍系統(tǒng)中取出，在手套箱內(nèi)用紫外固化膠封裝器件.

PeLED器件中鈣鈦礦量子點(diǎn)發(fā)光層厚度決定了器件的最終性能.文獻(xiàn)［13］的研究結(jié)果表明，發(fā)光層厚度會(huì)改變光耦合效率，進(jìn)而影響器件的電-光轉(zhuǎn)換效率，器件工作過程中產(chǎn)生的焦耳熱將影響器件的穩(wěn)定性，因此，鈣鈦PeLED的發(fā)光層厚度一般為35～40 nm較理想［13］.為制備可以發(fā)射明亮綠光的CsPbBr3PeLED，將不同層數(shù)的鈣鈦礦量子點(diǎn)溶液旋涂于空穴傳輸層Poly-TPD上（圖4）.圖4（a）為空穴注入層PEDOT∶PSS 和空穴傳輸層Poly-TPD 薄膜的制備示意圖.圖4（b）—（d）分別為旋涂1、2和3 層CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)溶液發(fā)光薄膜的示意圖，其中，每層薄膜旋涂時(shí)取0.04 mol/L 的CsPbBr3溶液100 μL，轉(zhuǎn)速為1 500 r/min，時(shí)間40 s.經(jīng)膜厚儀測試，1、2和3層PQD發(fā)光層薄膜的厚度分別為24.7、43.2 及62.1 nm.圖4（e）為旋 涂1～3 層CsPbBr3鈣鈦礦薄膜在紫外燈下的發(fā)光照片，可見，PQD 薄膜的發(fā)光亮度隨著旋涂層數(shù)的增加而增大，這是因?yàn)殡S著膜厚的增加，發(fā)光量子點(diǎn)的數(shù)目增多，發(fā)光強(qiáng)度增大，膜層表面孔洞數(shù)目減少，薄膜表面更光滑.該結(jié)論也被圖4（f）的原子力顯微鏡（atomic force microscope，AFM）測試結(jié)果所證實(shí)，當(dāng)薄膜由1 層增加到3 層時(shí)，發(fā)光層薄膜的表面粗糙度（roughness measurement system，RMS）由7.76 nm 降低至5.78 nm.將旋涂的CsPbBr3納米晶薄膜按照圖3（a）的結(jié)構(gòu)制備PeLED.

圖4 ITO/PEDOT∶PSS/Poly-TPD表面CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)多層薄膜的制備過程和發(fā)光照片（a）PEDOT∶PSS和Poly-TPD薄膜制備；（b）、（c）及（d）分別為1～3層CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)薄膜制備；（e）旋涂1～3層CsPbBr3量子點(diǎn)的薄膜在紫外燈照射下的光致發(fā)光照片；（f）1～3層CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)薄膜AFM圖Fig.4 Preparation process and luminescence photos of CsPbBr3 perovskite quantum dot multilayer films on ITO/PEDOT∶PSS/Poly-TPD surfaces.(a) Preparation of PEDOT∶PSS and Poly-TPD films on ITO glass substrates.(b) to (d) Preparation process of single-layer to 3-layer CsPbBr3 perovskite quantum dot films.(e) Photoluminescence photos of films spin-coated with 1 to 3 layers of CsPbBr3 quantum dots under UV light irradiation,and (f) AFM diagram of CsPbBr3 perovskite quantum dot film of 1 to 3 layers.

圖5為分別用1、2和3層鈣鈦礦量子點(diǎn)薄膜作為發(fā)光層所制備PeLED的電致發(fā)光、電學(xué)性能曲線以及樣品加電點(diǎn)亮照片.由圖5（a）可見，當(dāng)發(fā)光層薄膜厚度由1 層增加到3 層時(shí)，PeLED 電致發(fā)光峰的峰位和半高寬固定不變，但發(fā)光強(qiáng)度略有增加，這可能是由于膜厚增加導(dǎo)致更多的量子點(diǎn)參與發(fā)光所造成［14-15］.由圖5（b）可見，隨著旋涂鈣鈦礦量子點(diǎn)溶液層數(shù)的增多，CsPbBr3PeLED 的發(fā)光亮度略有增強(qiáng).圖5（c）和（d）為LED 的電流密度和亮度隨外加電壓增加的變化（J-V和L-V）曲線，可見，隨著發(fā)光層薄膜厚度的增大，PeLED的開啟電壓由單層時(shí)的3.80 V先降低到2層時(shí)的3.61 V，再進(jìn)一步降低至3層時(shí)3.60 V.而亮度隨著電壓的增加呈現(xiàn)出先升后降的趨勢，當(dāng)電壓達(dá)到7.5 V時(shí)亮度達(dá)到最高值2 281.45 cd/m2.圖5（e）為3 組PeLED 器件的外量子效率變化曲線，可見，隨著電流密度的增加曲線呈現(xiàn)先升后降的趨勢，這是由于電荷注入不平衡，非輻射俄歇復(fù)合和焦耳熱的影響造成的［16］.器件的外量子效率（external quantum efficiency，EQE）隨發(fā)光層薄膜厚度的增加逐漸增大，EQE 最高為0.129%，在含有3 層鈣鈦礦發(fā)光層薄膜的PeLED器件中獲得.2 層CsPbBr3薄膜所制備PeLED 的EQE 為0.109%，略小于3 層薄膜器件，這可能是由于室溫合成的量子點(diǎn)和薄膜中存在大量的表面缺陷，因此，器件的電光轉(zhuǎn)換效率較低.圖5（f）的瞬態(tài)熒光壽命光譜儀測試結(jié)果再次證明上述推測，隨著PQD 薄膜層數(shù)由1層增加到3層時(shí)，量子點(diǎn)薄膜的熒光壽命先逐漸增大，分別為8.6、10.9及15.1 ns，表明增加膜厚可以減少薄膜中的缺陷態(tài)，從而減少非輻射復(fù)合.在綜合考慮較小開啟電壓、較長熒光壽命及較高電-光轉(zhuǎn)換效率等因素，選定最佳的CsPbBr3PeLED 發(fā)光層薄膜的層數(shù)為2 層，膜厚為43.2 nm.

圖5 三組CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)PeLEDs的電學(xué)和光學(xué)特性曲線和照片（a）EL光譜；（b）加電壓點(diǎn)亮的PeLED照片；（c）J-V曲線；（d）L-V曲線；（e）外量子效率與電流密度曲線；（f）不同厚度CsPbBr3薄膜的TRPL衰減曲線Fig.5 Curves and photos of PeLEDs prepared by three groups of CsPbBr3 perovskite quantum dots.(a) EL spectra.(b) Photos of PELED illuminated by voltage.(c) J-V curves.(d) L-V curves.(e) The external quantum efficiency as a function of the current density.(f) TRPL attenuation curves of CsPbBr3 thin films with different thickness.

2.3 FASn0.3Pb0.7Br3量子點(diǎn)PeLED 器件制備和空穴傳輸層材料優(yōu)化

為了進(jìn)一步提高器件的電-光轉(zhuǎn)換效率，參考文獻(xiàn)［17］的量子點(diǎn)制備方法，將錫摻雜的甲醚鉛溴（FASn0.3Pb0.7Br3）量子點(diǎn)用于綠光PeLED 的制備中.由于器件中采用較薄的PQD 發(fā)光層，易造成電子和空穴注入不平衡［18］，從而阻礙器件穩(wěn)定性和發(fā)光效率的進(jìn)一步提高，因此，實(shí)驗(yàn)選取4種空穴傳輸層（hole transport layer，HTL）材料（PVK、TFB、Poly-TPD 和PTAA）制備FASn0.3Pb0.7Br3鈣鈦礦LED，研究不同空穴傳輸層材料對鈣鈦礦薄膜發(fā)光性能的影響.圖6（a）中框住的部分為4 種材料的能級圖.圖6（b）為鈣鈦礦在不同HTL結(jié)構(gòu)（ITO/PEDOT∶PSS/HTL/FASn0.3Pb0.7Br3）上的PL譜.可見，相比于玻璃襯底，空穴傳輸層上PQD 薄膜的發(fā)光存在不同程度的熒光淬滅，最高PL 譜值在PVK HTL 上的薄膜中獲得，其次是TFB，在Poly-TPD 和PTAA 上的熒光淬滅最嚴(yán)重.這是由于不同HTL的最高占據(jù)分子軌道（highest occupied molecular orbital，HOMO）與FASn0.3Pb0.7Br3價(jià)帶頂（valance band maximum，VBM）的能級差ΔE不同所造成.如圖6（a）中所示，PVK、TFB、Poly-TPD 及PTAA 的ΔE分別為0.2、0.6、0.8 及0.8 eV，表明包含較高HOMO 水平（即ΔE較大）的HTL，其空穴提取能力較高，其能將鈣鈦礦層產(chǎn)生的光生載流子高效轉(zhuǎn)移至相鄰的HTL層，導(dǎo)致鈣鈦礦層電子-空穴對復(fù)合效率降低，類似結(jié)果在鈣鈦礦太陽能電池的研究中也被發(fā)現(xiàn)［19］.圖6（c）為FASn0.3Pb0.7Br3納米晶薄膜的時(shí)間分辨光致發(fā)光譜（time-resolved photoluminescence，TRPL），可見，旋涂在PVK、TFB、Poly-TPD 及PTAA 不同HTL 上的FASn0.3Pb0.7Br3納米晶薄膜的平均PL 壽命分別為46.5、5.4、2.7 及2.5 ns，與圖6（b）的結(jié)果一致.

圖6 四組不同空穴傳輸層上FASn0.3Pb0.7Br3 PeLEDs的電學(xué)、光學(xué)特性曲線（a）器件中各層材料的能級圖；（b）ITO/PEDOT∶PSS/HTL 襯底上鈣鈦礦薄膜的PL光譜；（c）FASn0.3Pb0.7Br3鈣鈦礦量子點(diǎn)薄膜的熒光壽命曲線；（d）FASn0.3Pb0.7Br3 PeLED的J-V曲線；（e）L-V曲線；（f）外量子效率與電流密度的關(guān)系曲線Fig.6 Electrical and optical characteristic curves and photographs of FASn0.3Pb0.7Br3 PeLEDs with four groups of different hole transport layer films.(a) Energy level diagrams of materials at each layer in the device.(b) PL spectrum of perovskite film on ITO/PEDOT∶PSS/HTL substrate.(c) Fluorescence lifetime curves of FASn0.3Pb0.7Br3 perovskite quantum dot films.(d) J-V curve of FASn0.3Pb0.7Br3 PeLED.(e) L-V curves.(f) The external quantum efficiency as a function of the current density.

實(shí)驗(yàn)也制備了FASn0.3Pb0.7Br3PeLED（結(jié)構(gòu)同圖3（a），發(fā)光層薄膜也為2 層，器件制備工藝與CsPbBr3PeLED相同），并表征其電學(xué)性能.圖6（d）為器件的J-V曲線，可見，PVK（重均分子量 ＞100 000，型號為LT-N4077）作為器件空穴傳輸層材料時(shí)，器件的電流密度較小，這是由于PVK 的空穴遷移率2.5×10-6cm2/（V·s）遠(yuǎn)小于TFB（重均分子量 ＞30 000，型號為LT-N148）、Poly-TPD（重均分子量 ＞10 000，型號為LT-N149）及PTAA（重均分子量 ＞100 000，型號為LT-N4077）的空穴遷移率（分別為1×10-2、1×10-4及5×10-3cm2/（V·s）），同時(shí)也比TPBi 材料中的電子遷移率1×10-4cm2/（V·s）小，所以空穴注入速率相對較慢，導(dǎo)致發(fā)光層中電子和空穴注入的不平衡［20］.圖6（e）為PeLED 的L-V曲線，PVK 作為空穴傳輸層材料時(shí)，開啟電壓最高為3.6 V，大于其他HTL 制備的器件.這是因?yàn)镻EDOT∶PSS 與PVK 的HOMO 之間具有較大能級差（0.7 eV），空穴注入勢壘大，注入相對困難.由圖6（f）的外量子效率-電流密度曲線可見，當(dāng)空穴傳輸層為TFB 時(shí)，器件的EQE 最大為4.2%，器件性能最優(yōu).可見，雖然PVK 薄膜上所制備PeLED 的PL 發(fā)光性能較好，但由于其空穴遷移率較小、注入慢，器件的電-光轉(zhuǎn)換效率最差.而TFB 薄膜制備的PeLED，因其空穴遷移率較大、注入能力較強(qiáng)，表現(xiàn)出較好電致發(fā)光特性.因此，F(xiàn)ASn0.3Pb0.7Br3PeLED 的電學(xué)性能不僅與ΔE有關(guān)，還與傳輸層中空穴的遷移率密切相關(guān).

為了驗(yàn)證不同HTL對電荷注入的影響，實(shí)驗(yàn)制備了單電子器件（electron only device，EOD）∶ITO/ZnMgO/FASn0.3Pb0.7Br3/TPBi/LiF/Al 和單空穴器件（hole only device，HOD）∶ITO/PEDOT∶PSS/HTL/FASn0.3Pb0.7Br3/CBP/MoO3/Al，其器件能級圖如圖7（a）和（b）.圖7（c）為以上器件的J-V曲線，可見，EOD 的電流密度遠(yuǎn)高于HOD，表明器件中電子的注入速率高于空穴的注入速率.而TFB作為空穴傳輸層器件的HOD，其空穴電流密度明顯高于其他器件.TFB 傳輸層的HOD 電流密度最接近EOD，表明TFB有利于空穴的快速注入，是一種有效的空穴傳輸層材料.

圖7 （a）具有不同空穴傳輸層的FASn0.3Pb0.7Br3單空穴器件能級結(jié)構(gòu)；（b）TPBi作為電子傳輸層的FASn0.3Pb0.7Br3單電子器件能級結(jié)構(gòu)；（c）具有PVK、TFB和Poly-TPD空穴傳輸層的FASn0.3Pb0.7Br3單電子器件和單空穴器件的J-V曲線Fig.7 (a) Energy level structure diagram of a FASn0.3Pb0.7Br3 hole-only device with different hole transport layers.(b) Energy level structure diagram of a FASn0.3Pb0.7Br3 electron-only device with TPBi as the electron transport layer.(c) J-V curves of the FASn0.3Pb0.7Br3 hole-only and electron-only devices with TFB,PVK and poly-TPD HTLs.

結(jié)語

采用LARP 法在室溫條件下合成了CsPbBr3和FASn0.3Pb0.7Br3PQD 溶液，并用其制備出PeLEDs.通過優(yōu)化CsPbBr3PQD 薄膜厚度，得到發(fā)光層薄膜厚度為43.2 nm.為進(jìn)一步提升PeLED 發(fā)光效率，采用FASn0.3Pb0.7Br3量子點(diǎn)取代CsPbBr3納米晶作為器件發(fā)光層，通過比較4種不同HTL的PeLED器件性能，獲得最高4.2%的EQE.研究結(jié)果表明，空穴注入不僅與FASn0.3Pb0.7Br3的VBM 和HOMO 能極差有關(guān)，還與傳輸層薄膜的遷移率密切相關(guān)，具有較大空穴遷移率的TFB 材料更適于作為錫摻雜PeLED的空穴傳輸層.