众所周知,可拉伸光电子器件可以有效增强电子设备的功能性、实用性以及美观性,是下一代智能电子产品发展的必然趋势。其中,可拉伸显示屏幕和固态照明系统因其在可扩展和可折叠屏幕、生物集成设备和可穿戴电子设备等领域的应用而备受青睐。然而,到目前为止,同时实现具有高效率和高稳定性的可拉伸电致发光器件仍然是一个挑战,需要对器件的组分和工艺进行进一步改进。钙钛矿材料因其高载流子迁移率、优异的色纯度以及可调节的光谱范围在电致发光器件领域受到广泛关注。2014年第一例钙钛矿电致发光器件被报道后,大量的研究工作致力于提高钙钛矿器件的效率和稳定性。但是,钙钛矿薄膜由于其自身的刚性和脆性(杨氏模量>12 GPa),以及钙钛矿薄膜形成过程中的常用溶剂(DMSO和DMF)极性较高,对有机半导体材料、金属电极以及聚合物材料的分解和破坏,导致钙钛矿材料在柔性/可拉伸光电子器件中的应用仍然是一项重大挑战,迄今为止鲜有报道。
近日,美国加州大学洛杉矶分校裴启兵教授、吉林大学孙洪波教授与北京理工大学钟海政教授合作,结合具有较好柔性以及溶剂极性较低的钙钛矿量子点材料和褶皱结构,成功制备了具有高效率和高机械稳定性的可拉伸钙钛矿量子点电致发光器件。该器件的发光效率高达9.2 cd A-1,比氧化铟锡/玻璃对比器件高70%。而且,在50%的拉伸应变下,器件发光性能不会明显降低。研究还表明,在20%的拉伸应变下进行1000次循环测试,该钙钛矿电致发光器件依然具有较好的稳定性。该成果以题为" Stretchable Organometal-Halide-Perovskite Quantum-Dot Light-Emitting Diodes "发表在国际著名期刊Adv. Mater.上。
本文中,作者利用柔性钙钛矿量子电致点发光器件与预拉伸的聚合物材料相结合形成褶皱结构从而实现了能适应较大应力的可拉伸钙钛矿量子点发光器件。该器件具有3.2V的起亮电压,在9V时能够达到3187 cd m−2的亮度。此外,该器件具有良好的机械稳定性,拉伸应变高达50%时器件性能保持稳定,而且在20%应变下循环拉伸1000次器件性能没有显著降低。这项工作使得钙钛矿电致发光器件在可拉伸光电子器件领域的发展迈出了重要一步。 文献链接:Stretchable Organometal-Halide-Perovskite Quantum-Dot Light-Emitting Diodes (Adv. Mater. 2019, DOI: 10.1002/adma.201807516)
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