浙江大学团队突破钙钛矿研究,实现高效发光二极管的革命性进展

高纯材料说 2024-09-13 09:28:06

这是一篇发表在《Nature》杂志上的文章,标题为“Controllable p- and n-type behaviours in emissive perovskite semiconductors”,由浙江大学的研究人员撰写。

文章讨论了在钙钛矿半导体中控制p型和n型导电性的能力,这对于现代电子学至关重要。研究人员通过引入具有强电子吸引能力的磷酸分子掺杂剂,成功地在宽带隙钙钛矿半导体中调整了p型和n型特性。这种可控掺杂使得钙钛矿发光二极管(PeLEDs)在简单结构下实现了超高亮度和出色的外部量子效率。

文章详细介绍了掺杂剂(4PACz)的分子结构和电静势,以及它如何影响钙钛矿的能带边缘和费米能级。通过UPS(紫外光电子能谱)、KPFM( Kelvin 探针力显微镜)和Hall效应测量等技术,研究人员详细表征了掺杂过程中有效掺杂的迹象,包括载流子浓度和极性的变化以及费米能级的移动。

研究人员展示了使用4PACz掺杂的钙钛矿半导体制造的PeLEDs,这些设备在没有空穴传输层(HTL)的简化结构中实现了超过1.1×10^6 cd m^−2的超高亮度和28.4%的卓越外部量子效率(EQE)。这些结果表明,通过分子掺杂实现的可控p型掺杂对于钙钛矿半导体的光电性能具有重要影响。

文章还讨论了掺杂剂4PACz与钙钛矿之间的相互作用,以及这种相互作用如何通过改变钙钛矿的电子结构来影响其光电性能。研究人员提出了可能的掺杂机制,并探讨了这种掺杂方法在PeLEDs中的应用,以及如何通过优化掺杂水平来提高设备性能。

最后,文章总结了通过引入4PACz分子掺杂剂来控制钙钛矿半导体的p型和n型行为,这为开发具有空前性能的钙钛矿太阳能电池、LED和其他类型的器件提供了可能。

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