【摘 要】
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有机-无机杂化钙钛矿由于其高载流子迁移率、高光致发光量子产率（PLQY）、可调节带隙和窄发射宽度等特性而成为高性能发光二极管（LED）的极佳候选材料。然而钙钛矿薄膜粗糙的表面形貌使缺陷密度大幅增加,低激子结合能增加了激子离化的几率,导致发光效率严重下降。为了获得高性能的钙钛矿发光二极管（Pe LED）,需要改善钙钛矿薄膜形貌并提升激子结合能。本论文详细地研究了MAPb Br3中过量MA离子和掺杂C
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有机-无机杂化钙钛矿由于其高载流子迁移率、高光致发光量子产率（PLQY）、可调节带隙和窄发射宽度等特性而成为高性能发光二极管（LED）的极佳候选材料。然而钙钛矿薄膜粗糙的表面形貌使缺陷密度大幅增加,低激子结合能增加了激子离化的几率,导致发光效率严重下降。为了获得高性能的钙钛矿发光二极管（Pe LED）,需要改善钙钛矿薄膜形貌并提升激子结合能。本论文详细地研究了MAPb Br3中过量MA离子和掺杂Cs离子对钙钛矿薄膜形貌以及光电特性的影响,通过添加长链配体原位制备钙钛矿纳米晶体薄膜,显著地增加薄膜的PLQY与器件电流效率。研究工作围绕以下三个方面展开:（1）通过改变前驱体溶液中MABr与Pb Br2的摩尔比例,研究非化学计量比的前驱体溶液对钙钛矿薄膜光电特性的影响。过量的MABr可以有效减小晶粒尺寸并抑制薄膜中严重的非辐射复合,提升PL寿命。基于MABr:Pb Br2=2:1的器件表现出最佳性能,相比于基础器件,电流效率提升了30余倍,启亮电压由4.6 V降低至3.3 V。（2）基于MABr:Pb Br2（2:1）的配比,进一步掺入Cs Br形成双阳离子钙钛矿,薄膜PL寿命由MABr:Cs Br（2:0）时的4.65 ns增加至MABr:Cs Br（2:0.8）时的10.79 ns,表明适量地掺入Cs可以进一步降低薄膜中的缺陷。以双阳离子钙钛矿薄膜作为发光层制备的器件最大亮度为25701 cd m-2,最大电流效率为6.4 cd A-1。（3）将苯基丙基溴化铵（PPABr）作为添加剂添加到前驱体溶液中,通过一步旋涂法原位制备MAPb Br3纳米晶体薄膜。通过调控PPABr的添加比例可以改变钙钛矿薄膜的形貌和光学特性,优化后的MAPb Br3纳米晶体薄膜具备光滑且无针孔的表面。PL寿命、PLQY随激发密度的变化、温度相关PL光谱等测试表明薄膜缺陷得到有效钝化,激子复合被充分利用,从而实现了61%的PLQY。基于MAPb Br3纳米晶薄膜的电致发光器件最大亮度和电流效率分别为31821 cd m-2和48.4 cd A-1。图47幅,表3个,参考文献84篇。
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