編輯推薦：作者在HTL表面引入K+離子，透過K+和鹵化物離子之間的強偶極相互作用來引導深藍色鈣鈦礦晶粒的結晶，從而展示了一種簡潔而有效的介面工程策略。

鈣鈦礦型發光二極體是溶液處理全色顯示器的新興候選材料。然而，深藍色的器件效能仍然遠遠落後於紅色和綠色的器件，這在很大程度上受到外部量子效率(EQE)低和工作穩定性差的限制。

來自蘇州大學、華東師範大學及中國科學院的研究人員提出了一種簡單可靠的鈣鈦礦晶化策略，透過合理的介面工程改善了鈣鈦礦晶體的深藍色發射。透過以鉀離子(K+)作為對基體進行改性，實現了表面覆蓋率高、晶體取向可控的鈣鈦礦結構的介面。其中K+引導晶粒生長，增強了其輻射覆合和空穴傳輸能力。在469 nm處發射的深藍色PeLEDs的峰值EQE為4.14%，最大亮度為451cdm-2，光譜穩定的色座標為(0.125，0.076)，實現了器件效能的協同提升。相關論文以題目為“Interfacial Potassium-Guided Grain Growth for Efficient Deep-Blue Perovskite Light-Emitting Diodes”發表在Advanced Functional Materials 期刊上。

論文連結：

https://doi.org/10.1002/adfm.202006736

金屬鹵化物鈣鈦礦型發光二極體(PeLED)由於其快速提高的效率、方便的發射可調諧性、高顏色純度、溶液可加工性和靈活性，為下一代全綵色顯示和固態照明技術帶來了巨大的希望。到目前為止，由於鈣鈦礦型發射體的成分調製、缺陷鈍化和尺寸工程，器件效能已經取得了巨大的發展。而天藍色器件也達到了超過10%的EQE。然而，發射波長<470 nm的深藍色PeLED仍然存在效率和穩定性較差的問題。通常，鹵化物工程和尺寸工程是產生深藍色發光的兩種主要方法。在連續的電激勵下，隨著鹵素空位的形成和無機銫鹵化鉛鈣鈦礦的電致發光光譜的紅移，將發生快速的離子遷移和2D相退化。

為了減輕光譜的不穩定性，人們探索了幾種合適的材料作為前驅體新增劑，以穩定膠體鈣鈦礦量子的深藍色電致發光峰。由於銣(Rb)、鉀(K)或甲脒(FA)陽離子與銫(Cs)陽離子的混合，一種流行的成分策略已經被證明可以獲得穩定的藍色PeLED的電致發光光譜。此外，人們普遍認為，由於離子缺陷，在鈣鈦礦型薄膜的接觸介面和晶界處存在嚴重的陷阱介導的非輻射覆合損耗，這是高效PELED的一個關鍵限制。因此，在絕大多數情況下，鈣鈦礦型薄膜和高效的PELED都追求細小的晶粒，這可以在空間上限制激子擴散長度，最大限度地利用激子進行輻射覆合。在前驅體溶液中使用長鏈有機銨鹽已被認為是促進小晶粒形成和作為鈣鈦礦薄膜禁帶調諧隔離劑的有效途徑。

不幸的是，隨著薄膜形貌的控制，引入長鏈有機銨組分將在一定程度上犧牲鈣鈦礦薄膜的導電性，因為它們具有固有的絕緣效能。除了形態限制外，深藍色鈣鈦礦發射體還具有電子和空穴的不平衡注入導致了鈣鈦礦塊體和HTL與鈣鈦礦薄膜介面處的電致發光猝滅。因此，調製具有穩定發光和良好電荷傳輸特性的深藍色鈣鈦礦薄膜是獲得高效穩定的深藍色薄膜的必要前提。（文：愛新覺羅星）

圖1.在參照物和K+修飾的PEDOT：PSS HTL上生長的鈣鈦礦型薄膜的結構特徵和光學性質。A)鈣鈦礦前驅體溶液液滴在不同HTL上的接觸角。B)不同襯底上生長的(Cs/FA/p-F-PEA)Pb(Cl/Br)3鈣鈦礦的SEM照片。C)在紫外燈下拍攝的鈣鈦礦型薄膜的照片。D)參照物和e)K+改性鈣鈦礦薄膜的GIXRD圖譜。F)鈣鈦礦薄膜的穩態光致發光光譜和g)瞬態光致發光衰減曲線。

圖2.深藍K+修飾的PELED的器件結構和效能特性。A)器件結構原理圖和橫截面掃描電鏡影象。B)電流密度-電壓(J-V)和亮度-電壓(L-V)曲線。C)EQE-電流密度和電流效率-電流密度曲線。D)在1.0 mA cm-2恆定電流密度下測試工作壽命。e)不同偏置電壓下的EL譜。插圖是一張K+修飾的PELED的照片，顯示了正向偏置下的深藍色發射。F)CIE在不同偏置電壓下的座標。

圖3.鈣鈦礦薄膜中K+引導的晶粒生長和空穴傳輸的示意圖。A)參考薄膜和K+修飾的PEDOT：PSS薄膜的旋塗。B)鈣鈦礦晶體在不同襯底上的生長。C)從PEDOT：PSS到鈣鈦礦型薄膜的空穴輸運特性。