氯化铯掺杂PEDOT∶PSS助力高效率、高亮度钙钛矿发光二极管

作者：黎明亮; 林克斌; 卢建勋; 冯文静; 马青山; 张文华^*; 魏展画^*

来源：液晶与显示, 2021, 36(01): 141-148.

• 钙钛矿发光二极管
• PEDOT∶PSS
• 氯化铯
• 掺杂

空穴传输层(Hole Transport Layer,HTL)是金属卤化物钙钛矿发光二极管(Perovskite Light-emitting Diodes,Pero-LEDs)中影响载流子传输平衡的一个重要因素。聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸钠(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)∶Poly(styrene sulfonate),PEDOT∶PSS)薄膜因其优异的导电性能、光透过率以及简单的溶液制膜工艺,而广泛应用于Pero-LEDs的HTL。然而,钙钛矿发光层的价带与PEDOT∶PSS薄膜最高占据分子轨道(Highest Occupied Molecular Orbital,HOMO)能级之间能带差较大,增大了空穴注入势垒,继而降低了器件效率。本文通过向PEDOT∶PSS水溶液掺入适量的氯化铯(CsCl)添加剂,有效调控了PEDOT∶PSS薄膜的HOMO能级,使其与钙钛矿发光层更加匹配;同时CsCl掺杂也提高了PEDOT∶PSS薄膜的空穴传输能力,使载流子传输更趋于平衡。基于改性的PEDOT∶PSS薄膜,最佳器件达到了124 012cd/m2的高亮度,其最大外量子效率(External Quantum Efficiency,EQE)达到了10.39%;相对于未掺杂的样品,最大亮度增加了25.49%,最大EQE增加了63.88%。

• 单位
  华侨大学; 中国工程物理研究院化工材料研究所