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离子迁移(尤其在钙钛矿/电荷传输层界面)严重威胁钙钛矿发光二极管(PeLEDs)的稳定性。然而,现有抑制离子迁移的策略往往牺牲了有效的电荷注入,限制了器件性能。
本文西南大学Ping Chen、中国科学院Wei Zhang、重庆文理学院Jiang Cheng和延世大学Jonghee Yang等人提出在界面引入双轴电荷极化分子bi-4-(N-咔唑基苯基)苯基氧化膦(BCPO)作为插层。BCPO的强表面配位作用不仅显著提升了金属卤化物钙钛矿(MHPs)发光层的缺陷钝化效果与结晶质量,还形成了垂直排列的偶极矩,诱导能带弯曲以促进电子注入。此外,其平面内分布的吸电子咔唑苯基单元与MHPs表面形成紧密的横向静电接触,有效抑制了卤素离子的界面逃逸。基于此,采用BCPO的PeLEDs实现了25.8%的最大外量子效率与13.4小时的T₅₀,EL寿命,是目前性能最优异的绿光PeLEDs之一。
本工作通过分子结构设计与界面工程的协同策略,为实现高效、色稳定的PeLEDs开辟了新路径。
文章亮点:
提出“双轴极化”分子设计新理念:BCPO分子在垂直方向形成偶极排列促进电子注入,水平方向通过咔唑苯基与钙钛矿表面强静电作用捕获卤素离子,实现“注入+阻迁”双功能。
突破效率-稳定性权衡瓶颈:器件外量子效率达25.8%,T₅₀,EL寿命达13.4小时,是目前综合性能最优的绿光PeLEDs之一。
多尺度机制深度揭示:结合DFT、KPFM、TOF-SIMS等多种表征,阐明BCPO在能带调控、缺陷钝化与离子迁移抑制方面的协同作用机制。
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M. Xiao, S. Gong, J. Yang, et al. “ A Biaxially Polarized Molecular Interlayer for Efficient and Color-Stable Perovskite LEDs.” Adv. Funct. Mater. (2025): e19358.
https://doi.org/10.1002/adfm.202519358
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