發(fā)布時(shí)間：2020-12-28 04:56

　　全溶液加工量子點(diǎn)發(fā)光二極管（Quantum Dot Light-Emitting Diodes, QLEDs）在未來(lái)顯示和照明領(lǐng)域具有極大的潛在應(yīng)用價(jià)值.目前,空穴注入困難導(dǎo)致的空穴和電子注入不平衡仍是阻礙高效全溶液加工QLEDs實(shí)現(xiàn)的主要因素.因此,如何降低空穴注入勢(shì)壘,提高空穴注入效率是制備高效全溶液加工QLEDs需要考慮的首要問(wèn)題.本文利用氧化石墨烯（Graphene Oxide, GO）摻雜聚（3,4-亞乙基二氧噻吩）:聚（苯乙烯磺酸鹽）（PEDOT:PSS）（體積比為1:2）作為空穴注入層,通過(guò)提高空穴注入層的功函數(shù)及其在下層薄膜上的浸潤(rùn)性,制備了高效的全溶液加工倒置型QLEDs:ITO/ZnMgO/QDs/PVK/PEDOT:PSS-GO/Al.其最大的發(fā)光強(qiáng)度高達(dá)51392 cd/m²,最大的電流效率為7.60 cd/A.相比未摻雜的參考器件,均實(shí)現(xiàn)了近1.3倍的增長(zhǎng).同時(shí),我們還利用該方法制備了正置結(jié)構(gòu)器件:ITO/PEDOT:PSS-GO/PVK/QDs/ZnMgO/Al,并與未摻雜的正置結(jié)構(gòu)器件進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)摻雜空穴注入層PEDOT:PSS-... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2020年06期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

(網(wǎng)絡(luò)版彩圖)(a)CdSe@ZnS量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)圖;(b)量子點(diǎn)薄膜的吸收光譜和發(fā)射光譜(PL);(c)倒置結(jié)構(gòu)全溶液加工量子點(diǎn)發(fā)光二極管器件結(jié)構(gòu)圖;(d)能級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖

如圖2(a)所示,在相同的偏壓下,單空穴器件ITO PEDOT:PSS-GO/PVK/CdSe@ZnS QDs/Au的電流密度明顯高于單空穴器件I T O/P E D O T:P S S/P V K/CdSe@ZnS QDs/Au的電流密度.也就是說(shuō),在空穴注入層PEDOT:PSS中加入GO可以降低對(duì)應(yīng)器件中的空穴注入勢(shì)壘,使得更多的空穴注入器件.另外,將GO摻入到水溶液PEDOT:PSS中,可以提高空穴注入層的浸潤(rùn)性,降低其在疏水的有機(jī)空穴傳輸層PVK薄膜上的沉積困難.進(jìn)而提高空穴注入層的成膜質(zhì)量,進(jìn)一步促進(jìn)空穴的有效注入,從而促進(jìn)器件中的空穴和電子平衡.我們分別將PEDOT:PSS和PEDOT:PSS-GO水溶液滴在PVK薄膜上,測(cè)量其對(duì)應(yīng)的接觸角.結(jié)果顯示,PEDOT:PSS-GO液滴在PVK薄膜上形成的接觸角為42°,如圖2(b)所示.這一接觸角要明顯小于PEDOT PSS液滴在PVK薄膜上所形成的的接觸角(60°),如圖2(c)所示.表明GO摻雜增加了空穴注入層溶液的浸潤(rùn)性,將有利于進(jìn)一步提高空穴注入層的成膜質(zhì)量這一結(jié)論可以通過(guò)測(cè)量原子力顯微鏡(AFM)表面形貌加以證明.圖3顯示了PEDOT:PSS和PEDOT:PSS-GO空穴注入層的原子力顯微鏡表面形貌圖像.從圖中可以看到,GO的引入使得空穴注入層的成膜更加平整,表面粗超度從1.34 nm減小為1.22 nm.以上結(jié)果證明將GO摻入PEDOT:PSS可以促進(jìn)倒置結(jié)構(gòu)全溶液加工QLEDs中空穴注入層的有效沉積,提高倒置結(jié)構(gòu)全溶液加工QLEDs的性能.圖3(網(wǎng)絡(luò)版彩圖)空穴注入層的AFM表面形貌圖像.(a)PEDOT:PSS;(b)PEDOT:PSS-GO

圖2(網(wǎng)絡(luò)版彩圖)(a)單空穴器件的電流密度-電壓特性曲線;(b)PEDOT:PSS溶液和(c)PEDOT:PSS-GO溶液滴在ITO/PVK薄膜上的接觸角為了進(jìn)一步研究GO對(duì)空穴注入層PEDOT:PSS的影響,我們對(duì)基于PEDOT:PSS和PEDOT:PSS-GO空穴注入層的倒置型全溶液加工QLEDs的光電性能進(jìn)行了研究.如圖4(a)所示,在相同偏壓下,基于PEDOT:PSS-GO器件的電流密度明顯高于對(duì)應(yīng)的未摻雜參考器件的電流密度.圖4(b)展示了器件的發(fā)光強(qiáng)度隨偏壓的變化曲線,GO的引入使器件的開(kāi)啟電壓(發(fā)光強(qiáng)度為1 cd/m2時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓)從4.1 V減小到3.2 V,同時(shí)使器件的最大發(fā)光強(qiáng)度從2 1 6 3 6 c d/m2增加到51392 cd/m2,實(shí)現(xiàn)了近1.3倍的增長(zhǎng).同時(shí),如圖4(c)所示,器件的電流效率也發(fā)生了明顯改變,從3.3 cd/A增加到7.6 cd/A.這些結(jié)果均表明GO摻雜降低了器件的空穴注入勢(shì)壘,使得更多的空穴注入到器件中,并在量子點(diǎn)發(fā)光層與電子復(fù)合形成激子,進(jìn)而提高了器件的發(fā)光性能.圖4(d)展示了分別基于PEDOT:PSS和PEDOT:PSS-GO的器件的歸一化電致發(fā)光光譜圖,二者幾乎重合,表明這種摻雜方式對(duì)器件的電致發(fā)光峰位沒(méi)有影響.器件的發(fā)光來(lái)自于量子點(diǎn)發(fā)光層而不是鄰近的電荷傳輸層,說(shuō)明激子被很好地限制在發(fā)光層當(dāng)中.其中的插圖是PEDOT:PSS-GO摻雜器件在5 V偏壓下點(diǎn)亮?xí)r的發(fā)光實(shí)物圖,表現(xiàn)出明顯的紅光.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]利用熱致延遲熒光材料提高InP/ZnS無(wú)鎘量子點(diǎn)發(fā)光二極管的性能[J]. 林旺,陳歷相,唐宇,戈偉杰,周林箭,雷衍連.  中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2019(06)



本文編號(hào)：2943162