近日，我院青年教师陈平联合深圳大学刘贺副教授、韩国延世大学Jonghee Yang助理教授，以及中科院苏州纳米所陈琪研究员在金属卤化物钙钛矿发光材料与器件研究中取得最新进展。相关成果以题为“Coordination of Thermally Activated Delayed Fluorescent Molecules for Efficient and Stable Perovskite Light-Emitting Diodes”在功能材料领域国际TOP期刊《Advanced Function Materials》（中科一区院，IF:19.0）上发表。我院2021级硕士研究生陈波为该论文的第一作者，陈平副教授为共同通讯作者，西南大学金沙集团9500APP最新版（微纳结构光电子学重庆市重点实验室）为第一完成单位。
金属卤化物钙钛矿发光二极管（PeLEDs）的带隙和工作稳定性受到钙钛矿中大量表面或体相缺陷的影响。目前的缺陷钝化策略主要依赖于小分子或聚合物配体的配位作用。该策略尽管可以有效地提高钙钛矿的光学性能，但配体分子的绝缘属性增加了配体/钙钛矿界面处的电荷注入势垒，因此牺牲了PeLEDs的运行稳定性和外部量子效率（EQE）。在本工作中，我们利用热激活延迟荧光分子SO-DMAc对PeLEDs进行优化。SO-DMAc中的O=S=O基团通过Lewis作用与钙钛矿底界面处暴露的Pb2+配位，从而钝化表面缺陷。同时由于SO-DMAc分子在钙钛矿和空穴传输层界面形成定向的强偶极层，故而SO-DMAc与钙钛矿之间发生快速的电荷转移。上述特性使得SO-DMAc分子在钝化缺陷的同时，又优化了器件的能级结构，降低了界面电荷注入势垒，使得空穴更有效地注入到钙钛矿中。得益于上述协同效应，该工作最终获得了682 nm稳定发射的深红光PeLEDs，其最大EQE为21.8%，电致发光亮度半衰期和EQE半衰期分别超过6小时和35小时。此外，为了更深入研究该类分子钝化剂的作用原理，该工作还对比了两种不同添加剂分子：DPS和DMAc-TRZ。前者具有O=S=O基团，能够与钙钛矿表面配位，但正负电荷中心重叠（弱分子偶极矩）。而后者则是正负电荷中心分开（强分子偶极矩），但缺少与钙钛矿的配位官能团。结果表明，只有添加剂分子同时满足：与钙钛矿配位和强分子偶极矩，才能实现界面电荷转移过程，从而提升载流子注入效率。该研究也为后期多功能分子配体的选择和设计提供了新的见解。
陈平副教授长期致力于金属卤化物钙钛矿发光材料与器件及其相关物理过程（包括自旋-轨道耦合、电子-空穴自旋交换、能量/载流子转移、离子迁移、材料体相/界面极化过程等）的研究。近年来，课题组在Nano Energy、Adv. Function. Mater.、Nature Communications、Laser & Photonics Reviews、Adv. Opt. Mater.、ACS Appl. Mater. Interface.等国内外主流SCI刊物上发表论文34篇。
论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202402522。
撰稿：陈平
审核：邓涛
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