北京
氧化锌纳米颗粒（ZnO NP）由于其良好的稳定性、高电子迁移率以及与相邻的量子点（QDs）层的理想能级，被广泛应用于全溶液处理量子点发光二极管（QLED）中的电子传输材料。然而，QLEDs的整体性能始终受到不平衡电荷注入的严格限制，从相邻的空穴传输层向量子点注入较低的空穴，这促使我们关注ZnO 纳米颗粒的电子传输，以调整QLEDs中的电荷平衡。
华中科技大学的研究人员介绍了一种乙醇胺（EA）处理方法来调节ZnO纳米颗粒的缺陷密度、电性能和形貌。通过在ZnO中引入合理的EA，QLED器件中的电子注入被适当地阻止，然后电荷平衡得到改善，产生了一个有效的QLED，其低开启电压为1.75 V，高功率效率（PE）为52.3 lm/W，对应于28.6%的外部量子效率（EQE），这是QLED中最高的值之一。相关论文以题目为“Controlling Electron Transport towards Efficient All-Solution-Processed Quantum Dot Light Emitting Diodes”发表在Journal of Materials Chemistry C期刊上。
论文链接：
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/tc/d2tc01182d
无机量子点（QDs）以其良好的稳定性、窄的发射线宽、高的光致发光量子产率（PLQY）和尺寸可调的发射波长等特性，在发光二极管中得到了广泛的研究。自1994年首次演示以来，基于量子点的LED（QLEDs）的外部量子效率（EQE）已从0.01%显著提高到30.9%，与最先进的有机发光二极管相当，使QLEDs成为下一代固态照明光源和平板显示器的候选产品。然而，不平衡电荷注入是限制QLEDs效率和运行稳定性的主要挑战之一。
具体而言，在具有常规结构的QLED中，氧化锌纳米颗粒（ZnO NP）是公认的电子传输层（ETL），因为它们具有高电子迁移率、良好的稳定性以及与相邻QDs层的匹配能量对准。然而，空穴传输层（HTLs）相对较低的空穴迁移率以及量子点和HTLs之间较大的能级偏移导致电荷载流子注入不平衡，因此器件性能较低。不平衡的电子和空穴注入导致量子点界面在运行期间电荷累积，不仅降低了辐射复合，而且提高了驱动电压，从而缩短了量子点的运行寿命。之前的研究表明，含有成分梯度夹层的工程量子点可以改善量子点的电荷平衡。从器件方面来看，在ZnO和QDs层之间插入绝缘缓冲层以阻止电子注入或应用多个HTL以增强空穴注入已成为平衡QLED中电荷注入的常用策略。然而，值得注意的是，增加层的数量会增加界面的数量，界面是器件中最大的非辐射复合中心之一。
此外，相邻层的正交溶剂规则也阻碍了多层的制备过程。此外，超薄绝缘层对制造工艺极为敏感，导致的再现性差。根据上述研究现状，仍然需要开发策略，而不使用绝缘层来平衡QLEDs中的电荷注入，以进一步提高器件效率和稳定性。（文：爱新觉罗星）
图1。优化QLED的设备性能。
图2。不同EA掺杂比的ZnO薄膜的电子迁移率。
图3。不同EA掺杂比的ZnO薄膜的能级。
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