通过将钙钛矿沉积在氟化物界面上制成的高效发光二极管

发光二极管(LED)是一种在电流流过时会发光的设备，传统上是使用半导体材料制造的。在过去的几年中，科学家和电子工程师一直在探索钙钛矿制成的LED的潜力，钙钛矿是常用于创建光伏(PV)技术的一类材料，具有许多可能的成分和许多潜在的特性，例如超导性和磁阻。

尽管一些基于钙钛矿的LED最近已经实现了超过20%的外部量子效率，特别是由卤化钙钛矿制成的那些，但其性能会受到非辐射复合损失的负面影响。另外，钙钛矿只能沉积在有限范围的电荷传输材料上，这可能会限制其制造具有改进性能的LED的潜力。

剑桥大学和浙江大学的研究人员最近通过在稀薄的氟化锂界面上沉积混合尺寸的钙钛矿来创建了高效的LED 。他们使用的制造策略(在《自然电子》最新一期的封面文章中概述)使LED具有出色的外部量子效率，同时还使钙钛矿能够沉积在通常不相容的材料上。

几年来，研究人员一直在研究基于钙钛矿的LED。早在2018年，他们使用钙钛矿聚合物异质结构创建了近红外LED，其外部量子效率超过20%，内部量子效率接近100%。

在制造这种LED以及其他设备时，研究人员在将钙钛矿层与与钙钛矿沉积工艺不兼容的电荷传输层合并时遇到困难。例如，他们试图使用TFB，一种空穴传输聚合物半导体，以前曾用于制造高效溶液加工的OLED，以构建高效的绿色钙钛矿LED。但是，他们取得的成绩很差。

“我们意识到，由于聚合物表面的强疏水性，在TFB聚合物上不可能形成钙钛矿发光层，”浙江大学的Dawei Di教授与美国大学的Richard Friend教授共同监督了这项工作。剑桥告诉TechXplore。“因此，我们的新研究的动机是在适合高​​性能LED的合适电荷传输层上可靠地沉积多维钙钛矿发光膜。幸运的是，我们发现通过在TFB表面涂覆极性电介质界面(例如在氟化锂纳米层的情况下，可以形成高发光度的钙钛矿层用于高效LED。”

为了制造混合尺寸的基于钙钛矿的LED，研究人员首先准备了钙钛矿前体溶液。然后，他们将空穴传输聚合物TFB旋涂沉积在ITO涂覆的玻璃基板上。随后进行热退火处理，并使TFB表面的氟化锂薄层热蒸发。