报告题目：高效率准二维钙钛矿发光二极管的激子调控

报 告 人：秦川江 研究员(中国科学院长春应用化学研究所)

时    间：2019年12月03日（星期二） 9:00-11:00

地    点：化西一楼贵宾厅

报告摘要：有机无机杂化钙钛矿因成本低、容易加工以及光电特性优异，受到了光电子研究领域的广泛关注，基于该类材料的发光二极管也极具潜力成为下一代照明和显示元件。由于准二维钙钛矿存在天然形成的量子阱结构，与传统的三维钙钛矿相比具有更大的激子结合能，从而更有利于发光。与典型的无机半导体不同，有机半导体在电致发光过程中首先形成激子态而后弛豫发光。由于电子的自旋特性，将会形成单线态和三线态两种不同性质的激子。尽管调控单线态和三线态激子是设计和开发高效有机发光二极管的基础，但在钙钛矿发光二极管的研究中却仍未被考虑。在本研究中，我们比较了两类具有相似晶体性质，但含有不同有机组分的钙钛矿发光材料，发现其中一类钙钛矿材料中的三线态激子消失了。通过分析发现这类钙钛矿中采用了具有低三线态能级的有机组分，其发光性能能差的原因应是三线态激子转移至能量较低的有机部分，造成非辐射能量损失。而当采用具有高三线态能级的有机组分时，三线态激子会保留在钙钛矿发光主体中，从而获得高的发光效率。此外，我们进一步证实在特定的准二维钙钛矿中，暗态三线态激子也能够上转换为辐射发光的单线态激子，使得在准二维钙钛矿器件中实现全部激子利用成为可能。基于上述发现，通过选择合适的有机组分，我们制备了能够高效俘获三线态激子的准二维钙钛矿发光二极管，获得了12.4%的电光转换效率。

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