Perovskiet light-emitting diodes met hoge luminantie met een alcoholoplosmiddel met hoge polariteit die PEDOT:PSS behandelen als gatentransportlaag

Abstract

Achtergrond

Perovskiet light-emitting diodes (PeLED's) zijn vervaardigd met een structuur van indiumtinoxide (ITO)/poly(3,4-ethyleendioxythiofeen):polystyreensulfonaat (PEDOT:PSS)/CH₃ NH₃ PbBr₃ (MAPbBr₃ )/1,3,5-tris(2-N -fenylbenzimidazolyl)benzeen (TPBi)/Ag. PEDOT:PSS-films die zijn behandeld met alcoholen, waaronder methanol, ethanol en isopropanol, worden gebruikt om hoogwaardige PeLED's te realiseren. Onder hen, door het gebruik van PEDOT:PSS-film behandeld met methanol als de gatentransportlaag, de PeLED met een maximale luminantie van 2075 cd m⁻² en een maximale stroomefficiëntie van 0,38 cd A⁻¹ is bereikt. Ondertussen laat het resultaat zien dat de luminantie van PeLED's toeneemt met de polariteit van alcoholoplosmiddel. De geleidbaarheid van PEDOT:PSS-films en kristallisatie van perovskietfilms worden geanalyseerd om een diepgaand inzicht te krijgen in de invloed van de behandeling met alcoholoplosmiddel op de prestaties van het apparaat. Er is ook gevonden dat de behandeling niet alleen een verbeterd vermogen tot het injecteren van gaten oplevert, maar ook een significant verbeterde kristallisatie van perovskiet. Dit werk geeft aan dat onze oprichting een eenvoudige en effectieve methode biedt om de apparaatprestaties van PeLED's te verbeteren.

Achtergrond

Organisch-anorganische hybride perovskietmaterialen hebben enorme onderzoeksinteresse gekregen vanwege hun uitstekende eigenschappen. Deze eigenschappen omvatten lage materiaalkosten, compatibel met oplossingsverwerking, superieure draaggolfmobiliteit en afstembare optische bandgap [1,2,3,4,5]. Tegelijkertijd hebben perovskietmaterialen een smalle volledige breedte bij half maximum (FWHM) en een hoge fotoluminescentie kwantumopbrengst (PLQY) [6,7,8,9]. Deze karakters zorgen ervoor dat perovskietmaterialen de veelbelovende kandidaten worden voor informatieweergave en solid-state lichtbron in vergelijking met organische lichtemitterende diodes [10, 11] en bieden het uitgangspunt voor goedkope en roll-to-roll fabricage. In 2014 rapporteerden Friend en collega's voor het eerst een nieuwe perovskiet light-emitting diode (PeLED) op basis van oplossingsverwerkende organometaalhalogenide perovskiet met een sandwichstructuur. In groene PeLED's, een maximale luminantie van 364 cd m⁻² en een maximale externe kwantumefficiëntie (EQE) van 0,1% werd verkregen [12]. Sindsdien zijn er veel belangrijke werken uitgevoerd om PeLED's te bestuderen. In 2015 verhoogden Tae-Woo Lee en collega's de huidige efficiëntie (CE) van PeLED's tot 42,9 cd A⁻¹ door het aandeel methylammoniumbromide in de perovskiet-precursoroplossing te verhogen en de nanokristallijne pinning-procesmethode te gebruiken bij het spincoaten van perovskiet [13]. In 2016 rapporteerden Jianpu Wang en collega's PeLED's op basis van zelfgeorganiseerde meerdere kwantumbronnen, en ze bereikten een zeer hoge EQE tot 11,7% [14]. In 2017 fabriceerden Chih-Jen Shih en collega's PeLED's met een hoge PLQY tot 92% door toevoeging van een laag-diëlektrische constante verbinding, poly(methylmethacrylaat) (PMMA), aan perovskiet-colloïdale oplossing [15]. Deze eerdere werken geven aan dat PeLED's een groot ontwikkelingspotentieel hebben op het gebied van hoge prestaties.

Zoals bekend is de vaak gebruikte apparaatstructuur van PeLED's anode (op transparant substraat, dwz lichtuitvoerrichting)/gattransportlaag (HTL)/perovskiet-emissielaag (EML)/elektronentransportlaag (ETL)/kathode [16 ,17,18,19]. In deze structuur is poly(3,4-ethyleendioxythiofeen):polystyreensulfonaat (PEDOT:PSS) het meest voorkomende gattransportmateriaal vanwege de hoge transparantie in het zichtbare bereik (380-760 nm) en compatibel met oplossingsverwerking [20, 21]. De capaciteit voor het injecteren van gaten van PEDOT:PSS-laag naar EML is echter laag. De belangrijkste reden hiervoor is dat er een hoge gatinjectiebarrière is van de ongerepte PEDOT:PSS-laag tot EML, die veroorzaakt door de hoogste bezette moleculaire orbitaal (HOMO) van PEDOT:PSS-laag (5,2 eV) veel ondieper is dan de HOMO van perovskietlaag (5,6-5,9 eV) [20,21,22]. Deze barrière met hoge gateninjectie (0,4–0,7 eV) belemmert de injectie van gaten in EML efficiënt, wat leidt tot een onbalans van ladingsdragers in EML.

Om dit probleem te verminderen, zijn er veel inspanningen geleverd om de barrière voor het injecteren van gaten te verminderen van PEDOT:PSS-laag naar EML. Tae-Woo Lee en collega's combineerden bijvoorbeeld PEDOT:PSS met geperfluoreerd ionomeer (PFI) als een zelfgeorganiseerde buffer-HTL [13, 23]. De HOMO van de buffer HTL (absolute waarde) nam geleidelijk toe van het onderoppervlak (5,2 eV) naar het bovenoppervlak (5,95 eV). Deze geleidelijke toename van het HOMO-niveau kan het injecteren van gaten in CH₃ . vergemakkelijken NH₃ PbBr₃ (MAPbBr₃ ) efficiënter dan ongerepte PEDOT:PSS-film. In groene PeLED's met een buffer-HTL, een maximale luminantie van 417 cd m⁻² is behaald. Da Bin Kim en collega's hebben PEDOT:PSS gemengd met MoO₃ (PEDOT:MoO₃ ) als een samengestelde HTL om de barrière voor het injecteren van gaten te verminderen [24]. Wanneer het bedrag van MoO₃ poeder in PEDOT:PSS-dispersieoplossing is 0,7 gew.%, de HOMO van PEDOT:MoO₃ composietlaag verhoogd van 5,15 naar 5,31 eV. Maar de toevoeging van buitensporige MoO₃ poeder in PEDOT:PSS-oplossing zou de efficiëntie van het apparaat verminderen, wat waarschijnlijk te wijten is aan de niet-uniforme morfologie van MAPbBr₃ film veroorzaakt door overmatige MoO₃ . Hoewel deze methoden de barrière voor de injectie van gaten kunnen verminderen, doteren ze allemaal met nieuwe materialen in PEDOT:PSS-oplossing, die niet geleidend is voor grootschalige industriële fabricage. Daarom is er een dringende behoefte om een gemakkelijkere methode te ontwikkelen.

In dit werk, een hoge-luminantie PeLEDs met MAPbBr₃ aangezien de EML werden vervaardigd door spincoating van alcoholoplosmiddel op PEDOT:PSS-films vóór de gloeibehandeling. Door de kenmerken van methanol (MeOH), ethanol (EtOH) en isopropanol (IPA) te analyseren, is gebleken dat de polariteit van alcoholoplosmiddel een dominante factor is voor de verbetering van de prestaties van PeLED's. Alcoholen met een hoge polariteit kunnen een screeningseffect introduceren tussen positief geladen PEDOT en negatief geladen PSS, en dus kunnen ze wat isolator PSS wegnemen van PEDOT:PSS tijdens het spincoatingproces [20]. Als gevolg hiervan is het vermogen om gaten te injecteren van PEDOT:PSS tot perovskietfilm drastisch verbeterd. Ondertussen is er, na behandeling met alcoholen met hoge polariteit, een gladdere PEDOT:PSS-film, die kan helpen kleinere perovskietkorrels en een betere perovskietdekking te verkrijgen door de oppervlakte-energie van PEDOT:PSS-film te verbeteren [25]. Dus MeOH met de hoogste polariteit kan de maximale luminantie van PeLED's aanzienlijk verbeteren van 261 tot 2075 cd m⁻² , en een maximum CE van 0,1 tot 0,38 cd A⁻¹ .

Methoden

Eigenschappen van alcoholoplosmiddel dat in dit artikel wordt gebruikt, worden weergegeven in tabel 1. De apparaatstructuur van PeLED's en het experimentele werkingsproces worden weergegeven in Fig. 1. Apparaatstructuur was indiumtinoxide (ITO)/PEDOT:PSS/MAPbBr₃ (70 nm)/1,3,5-tris(2-N -fenylbenzimidazolyl)benzeen (TPBi) (40 nm)/Ag (100 nm). In deze apparaatstructuur werden ITO en Ag respectievelijk als anode en kathode gebruikt, terwijl PEDOT:PSS, MAPbBr₃ , en TPBi werden respectievelijk gebruikt als de HTL, EML en ETL. ITO-substraten met een plaatweerstand van 15 Ω/sq. werden achtereenvolgens gereinigd met water-detergensoplossing, acetonoplosmiddel, gedeïoniseerd water en IPA-oplosmiddel in ultrasoonbad elk gedurende 15 minuten. Na gedroogd in een oven werden deze gereinigde ITO-substraten gedurende 15 minuten behandeld met zuurstofplasma. Vervolgens werd PEDOT:PSS gedurende 60 s op ITO-substraat spin-coated bij 5000 tpm. Voor controlemonsters werden PEDOT:PSS/ITO-substraten 20 minuten direct gegloeid bij 120 ° C zonder enige behandeling. Voor experimentmonsters werden MeOH, EtOH en IPA spin-coated op PEDOT:PSS/ITO-substraten bij 5000 rpm gedurende respectievelijk 30 s; vervolgens werden deze substraten gedurende 20 minuten bij 120 ° C uitgegloeid. Daarna werden al deze substraten overgebracht naar een handschoenkast met stikstof. De MAPbBr₃ oplossing in DMF (5 gew.%) werd spin-coated op PEDOT:PSS/ITO-substraten in twee stappen (respectievelijk 500 en 3000 rpm gedurende 20 en 60 s). Tijdens het spincoatingproces werd 400 L chloorbenzeen (CB) op deze monsters gedruppeld bij het aftellen van de 40e seconde. Vervolgens werden al deze monsters gedurende 10 minuten bij 100 ° C gegloeid. TPBi ongeveer 40 nm werd verdampt bovenop perovskietfilm, gevolgd door de afzetting van Ag ongeveer 100 nm door thermische afzetting in hoogvacuüm. Het overlapgebied tussen ITO-anode en Ag-kathode was 0,2 cm² , het actieve emissiegebied van PeLED's.

een Apparaatstructuur van PeLED's. b Proces van spincoating van alcoholoplosmiddel op PEDOT:PSS-films

Apparaatkarakterisering

De stroomdichtheid-spanning-luminantie (J-V-L ) kenmerken werden getest met een Keithley 4200-bron. Elektroluminescentie (EL) spectra van PeLED's werden getest met een spectrofotometer OPT-2000. Apparaatmetingen werden uitgevoerd in lucht zonder inkapseling. De geleidbaarheid werd gemeten met een vierpuntssondetechniek met Hall Effect Measurement System (Suzhou Telecommunications Instrument Factory, SX 1934 (SZ-82)). De filmdikte werd gemeten met een step surface profiler. Oppervlaktemorfologieën van de PEDOT:PSS-films en MAPbBr₃ films werden gekenmerkt door atomaire krachtmicroscoop (AFM; AFM 5500, Agilent, Tapping Mode, Chengdu, China). Kristallisatie van MAPbBr₃ film werd onderzocht door middel van scanning elektronenmicroscopie (SEM; JEOL JSM-7100F). Kristalstructuur werd gekenmerkt door röntgendiffractie (XRD; X'Pert PRO, PANalytical, Cu Kα straling λ = 0.154056 nm, 40 kV en 40 mA). De in de tijd opgeloste fotoluminescentie (TRPL) spectra werden geregistreerd door een tijdgecorreleerd enkel-foton telsysteem (FL-TCSPC, Horiba Jobin Yvon) met 368 nm picoseconde (10⁻¹² s) gepulseerde laser. De statistieken van de verkregen luminescentieparameters voor PeLED's in Aanvullend bestand 1:Afbeelding S1 die consistent zijn met de Gauss-verdeling, waaruit blijkt dat de resultaten statistisch significant en reproduceerbaar zijn, wat een sterk bewijs is van de discussie.

Resultaten en discussie

Prestaties van PeLED's

Afbeelding 2 toont de apparaatprestaties met en zonder alcohol die PEDOT:PSS-films behandelen. En PeLED-parameters, inclusief maximale luminantie (L _max ) en maximale CE (CE_max ) zijn samengevat in Tabel 2. De controleapparaten zonder behandeling met alcoholoplosmiddel vertonen een L _max gemiddelde van 261 cd m⁻² en een CE_max gemiddelde van 0,10 cd A⁻¹ . In vergelijking met onbehandelde apparaten is een hogere L _max gemiddelde van 2075 cd m⁻² wordt bereikt voor MeOH-behandelde apparaten met een CE_max gemiddelde van 0,38 cd A⁻¹ . De met EtOH behandelde apparaten hebben een L _max gemiddelde van 1166 cd m⁻² en CE_max gemiddelde van 0,16 cd A⁻¹ , en de met IPA behandelde apparaten hebben een L _max gemiddelde van 863 cd m⁻² en CE_max gemiddelde van 0,22 cd A⁻¹ . Het is duidelijk dat de L _max van PeLED's neemt toe naarmate de polariteit van het alcoholoplosmiddel toeneemt. We vermoeden dat de verbetering van de apparaatprestaties te wijten kan zijn aan twee redenen. Een daarvan is dat behandeling met alcoholoplosmiddel de injectie van gaten in EML kan vergemakkelijken, en de andere is dat behandeling met alcoholoplosmiddel de kristallisatie van MAPbBr₃ kan bevorderen. . Als resultaat wordt de stralingsrecombinatie van excitonen verbeterd. Om de bovenstaande veronderstelling te verifiëren, zijn de wijzigingen in PEDOT:PSS-films en MAPbBr₃ films worden hieronder geanalyseerd.

Apparaatprestaties van PeLED's. een Luminantie-spanning (L-V ) bochten. b Stroomdichtheid-spanning (J-V ) bochten. c Stroomrendement-spanning (CE-V ) bochten. d Genormaliseerde EL-spectra en foto's van PeLED's

We hebben ook de EL-kenmerken van PeLED's onderzocht. Zoals weergegeven in figuur 2d, bij een spanning van 5,5 V, centreren de EL-emissiepieken van alle apparaten zich op 532 nm met een FWHM van ongeveer 27 nm. Ondertussen zijn de lichtgevende foto's van PeLED's getest bij 6,0 V. Er zijn geen extra emissiepieken in het EL-spectrum, wat aangeeft dat de emissie van deze PeLED's afkomstig is van MAPbBr₃ alleen.

Karakterisering van PEDOT:PSS-films

Om de invloed van alcoholoplosmiddelbehandeling op PEDOT:PSS-films te illustreren, wordt de geleidbaarheid van PEDOT:PSS-film gemeten met een 4-punts sonde-instrument. Geleidbaarheidswaarden samen met de ongerepte PEDOT:PSS-films en nabehandeling van de film worden weergegeven in tabel 3. Zoals weergegeven in tabellen 1 en 3, neemt de geleidbaarheid van PEDOT:PSS-film toe met de verbetering van de polariteit van het alcoholoplosmiddel. Gezien deze tendens, vergeleken met 0,1 S cm⁻¹ voor ongerepte PEDOT:PSS-film zijn de gemiddelde geleidbaarheidswaarden voor PEDOT:PSS-films behandeld met IPA en EtOH 230,2 en 327,5 S cm⁻¹ , respectievelijk. En voor MeOH-behandelde films, een gemiddelde geleidbaarheid van 605,0 S cm⁻¹ kan worden behaald. Het is algemeen bekend dat de Coulomb-interactie tussen positief geladen PEDOT en negatief geladen PSS kan worden verminderd door polaire oplosmiddelen [20]. Daarom zijn de alcoholen met een hogere polariteit verantwoordelijk voor een sterker screeningseffect tussen PEDOT en PSS, zodat er meer PSS wordt verwijderd met alcoholen tijdens het spincoatingproces. Als gevolg hiervan neemt de dikte van de behandelde PEDOT:PSS-film af en varieert de mate van afname van de filmdikte met de polariteit van het gebruikte alcoholoplosmiddel. Zoals weergegeven in Tabel 3, is de filmdikte 40 nm voor onbehandelde PEDOT:PSS-laag, 27, 32 en 35 nm voor respectievelijk MeOH-behandelde, EtOH-behandelde en IPA-behandelde PEDOT:PSS-films.

Om het gatinjectievermogen van PEDOT:PSS-films na behandeling met alcoholoplosmiddel verder te karakteriseren, zijn de alleen-gat-apparaten met een structuur van ITO/PEDOT:PSS/MAPbBr₃ (70 nm)/MoO₃ (30 nm)/Ag (100 nm) worden gefabriceerd en de gatstroomdichtheid gemeten, die wordt getoond in Fig. 3. Het is duidelijk dat het met MeOH behandelde apparaat de hoogste stroomdichtheid heeft dan het controleapparaat, EtOH- en IPA- behandelde apparaten, waaruit blijkt dat hoe hoger de polariteit van de oplosmiddelen, hoe groter het vermogen tot gatinjectie van PEDOT:PSS-laag naar EML.

Stroomdichtheid versus spanningscurves (CD-V) van alleen-gat PeLED's met en zonder behandelingen met alcoholoplosmiddel

De AFM-meting wordt uitgevoerd om de morfologische veranderingen van het PEDOT:PSS-filmoppervlak te onderzoeken. Figuur 4 toont de topografische afbeeldingen van ongerepte en behandelde PEDOT:PSS-films op ITO-substraten. De RMS-ruwheid (root mean square) van film neemt af van 2,53 nm voor ongerepte PEDOT:PSS-film tot 0,90, 1,85 en 1,97 nm voor respectievelijk MeOH-behandelde, EtOH-behandelde en IPA-behandelde PEDOT:PSS-films. Het is te zien dat de morfologie van behandelde PEDOT:PSS-film uniformer is dan de ongerepte PEDOT:PSS, en MeOH-behandelde film heeft de best geoptimaliseerde uniformiteit dan EtOH- en IPA-behandelde films.

AFM-morfologiebeelden van PEDOT:PSS-films:a ongerepte PEDOT:PSS en b –d behandeld met respectievelijk MeOH, EtOH en IPA

Karakterisering van MAPbBr₃ Films

Onderzoek naar het effect van verschillende alcoholbehandelingen op MAPbBr₃ film, de morfologie en kristallisatie van MAPbBr₃ worden systematisch bestudeerd. De AFM-beelden van MAPbBr₃ films op basis van PEDOT:PSS-films die zijn behandeld met verschillende alcoholoplosmiddelen worden getoond in Fig. 5. Voor MAPbBr₃ films gebaseerd op ongerepte PEDOT:PSS-films, is de RMS-ruwheid 46,2 nm. En de RMS-ruwheid van MAPbBr₃ films nemen af tot 38,2, 38,7 en 39,5 nm voor respectievelijk MeOH-behandelde, EtOH-behandelde en IPA-behandelde PEDOT:PSS-films. Het is te zien dat de verminderde RMS-ruwheid van MAPbBr₃ films kunnen de MAPbBr₃ . gladstrijken films. En de RMS-ruwheid van MAPbBr₃ film neemt af naarmate de polariteit van alcohol toeneemt, wat consistent is met de variatie van de RMS-ruwheid van PEDOT:PSS-film.

AFM-morfologiebeelden van MAPbBr₃ films:a gebaseerd op ongerepte PEDOT:PSS-film en b –d gebaseerd op PEDOE:PSS-films behandeld met respectievelijk MeOH, EtOH en IPA

Om de korrelgrootte en dekking van MAPbBr₃ verder te bevestigen films, wordt een bovenaanzicht scanning elektronenmicroscopie (SEM) gebruikt, en de microfoto wordt getoond in Fig. 6. Het is duidelijk dat MAPbBr₃ film op basis van MeOH-behandelde PEDOT:PSS-film heeft de kleinste korrelgrootte en de beste dekking. De gemiddelde korrelgrootte wordt geschat door Image J (een software voor beeldverwerking) met behulp van SEM-microfoto's. De gemiddelde korrelgrootte van MAPbBr₃ afname van 328,0 nm voor MAPbBr₃ gebaseerd op ongerepte PEDOT:PSS-films tot 232,0, 252,9 en 272,8 nm op basis van respectievelijk MeOH-behandelde, EtOH-behandelde en IPA-behandelde PEDOT:PSS. En de MAPbBr₃ dekkingstoename van respectievelijk 24,95 tot 37,34% voor MeOH-behandeld, 33,0% voor EtOH-behandeld en 28% voor IPA-behandeld. Bovendien zijn er veel kleine korrels rond de grote korrels in de MeOH-groep en de EtOH-groep, maar weinig in de IPA-groep en de controlegroep. De reden voor dit fenomeen kan zijn dat de groei van grotere MAPbBr₃ korrels ten koste van kleinere korrels wordt voorkomen. En de reden voor dit vertragende effect is dat de oppervlakte-energie van PEDOT:PSS-film toeneemt, waarbij MAPbBr₃ granen groeien door. Hoe uniformer de PEDOT:PSS-film, hoe groter de kromming, die verantwoordelijk is voor een grotere oppervlakte-energie [25]. Het kan worden aangetoond dat de introductie van alcoholoplosmiddel met hoge polariteit de oppervlakte-energie van de PEDOT:PSS-film zal verhogen door een meer uniforme film te vormen, waardoor de mogelijkheid van ablatie van kleine korrels of grotere korrels wordt verkleind. Dit fenomeen is zeer consistent met kristalgroei als Ostwald-rijping en kan gemakkelijk worden waargenomen in het geval van quantum dots-materialen [25, 26]. Uit de bovenstaande analyse kunnen we zien dat de methode voor het behandelen van PEDOT:PSS-films met alcoholoplosmiddel de kristallisatie van MAPbBr₃ verbetert. .

Bovenaanzicht SEM-afbeeldingen van MAPbBr₃ films:a gebaseerd op ongerepte PEDOT:PSS-film en b –d gebaseerd op PEDOT:PSS-films behandeld met respectievelijk MeOH, EtOH en IPA

De kristalstructuur van MAPbBr₃ film wordt geanalyseerd door röntgendiffractie (XRD) patronen te meten, zoals weergegeven in figuur 7a. De films hebben twee sterke en scherpe diffractiepieken op 14,602^o en 29.845^o , overeenkomend met respectievelijk (100) en (200) vlakken. Deze twee diffractiepieken komen goed overeen met het vorige rapport [27, 28], dat aantoont dat MAPbBr₃ kristallen zijn sterk georiënteerd met een goede kubische kristallijne fase. Om de grootte van perovskietkristal te analyseren, kunnen we de Scherrer-vergelijking als volgt gebruiken:

$$ L=\frac{K\lambda}{B\cos \theta } $$ (1)

waar L (nm) staat voor de kristallietgrootte, K (0,89, bolvormig) staat voor de constante van Scherrer, λ (0,154056 nm) staat voor de röntgengolflengte, B (rad) staat voor de volledige breedte op het halve maximum van de XRD-piek, en θ (rad) vertegenwoordigt de röntgenhoek. Vergelijking gebruiken (1) berekenen we dat de perovskietkristallietgrootte 32,5 ± 0,8 nm is. Met de verandering van alcoholoplosmiddel is de variatie in kristallietgrootte verwaarloosbaar. Dit bewijst dat de kristalstructuur van MAPbBr₃ verandert niet na behandeling met alcoholoplosmiddel. Zoals weergegeven in Fig. 7b, TRPL-vervalcurves van MAPbBr₃ films op basis van PEDOT:PSS-films met en zonder MeOH-behandelingen zijn opgenomen. De PL-vervalcurven worden goed beschreven door de bi-exponentiële vervalfunctie, die een langzaam verval en een snel verval bevat. Het snelle verval is gerelateerd aan trap-geassisteerde recombinatie (d.w.z. niet-stralingsrecombinatie), en het lagere verval is gerelateerd aan stralingsrecombinatie [3, 29]. Bij gebruik van MeOH om PEDOT:PSS-films te behandelen, neemt de PL-levensduur van excitonen af, wat aangeeft dat in de toestand van ongewijzigde samenstelling en kristalstructuur van MAPbBr₃ , neemt de efficiëntie van stralingsrecombinatie toe. Uit de bovenstaande discussie zien we dat behandeling met alcoholoplosmiddel op PEDOT:PSS-films de korrelgrootte en de dekking van perovskietfilms zou kunnen manipuleren, wat een duidelijke correlatie heeft tussen de morfologie van PEDOT:PSS-film en kristallisatie van perovskiet.

een XRD-afbeeldingen van MAPbBr₃ films en b in de tijd opgeloste PL-levensduur van MAPbBr₃ films op PEDOT:PSS-films met en zonder MeOH-behandelingen

Conclusies

Concluderend is een behandeling met alcoholoplosmiddel op PEDOT:PSS-films voorgesteld om de luminantie van PeLED's te verbeteren. In vergelijking met EtOH en IPA is MeOH-oplosmiddel het meest geschikt om de prestaties van PeLED's te verbeteren, wat resulteert in een L _max van 2075 cd m⁻² en een CE_max van 0,38 cd A⁻¹ . De verbetering van de helderheid kan worden toegeschreven aan het synergetische effect van de behandeling met alcoholoplosmiddel. Enerzijds, hoe hoger de polariteit van het alcoholoplosmiddel, des te meer hoeveelheid PSS wordt weggenomen bij het spincoaten van alcoholoplosmiddel op PEDOT:PSS/ITO-substraten. Dit zal resulteren in een hogere geleidbaarheid van de behandelde PEDOT:PSS-films en er kunnen meer gaten in de perovskiet-actieve laag worden geïnjecteerd. Aan de andere kant, hoe hoger de alcoholpolariteit, hoe groter de oppervlakte-energie van de PEDOT:PSS-films, veroorzaakt door hun meer uniforme oppervlak. De verhoogde oppervlakte-energie kan de Ostwald-rijping beperken en de groei van kleinere perovskietkorrels en een betere dekking bevorderen, wat resulteert in een efficiënte stralingsrecombinatie. Dit zorgt ervoor dat behandeling met alcoholoplosmiddel een waardevolle methode kan zijn om de basislijn van de prestaties van PeLED's te verbeteren, die wijdverbreid zullen worden toegepast in de toekomstige commerciële productie.