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Efficient sky-blue perovskite light-emitting diodes via photoluminescence enhancement

DOI:10.1038/s41467-019-13580-w 期刊:Nature Communications 出版年份:2019 更新时间:2025-09-12 10:27:22
摘要: The efficiencies of green and red perovskite light-emitting diodes (PeLEDs) have been increased close to their theoretical upper limit, while the efficiency of blue PeLEDs is lagging far behind. Here we report enhancing the efficiency of sky-blue PeLEDs by overcoming a major hurdle of low photoluminescence quantum efficiency in wide-bandgap perovskites. Blending phenylethylammonium chloride into cesium lead halide perovskites yields a mixture of two-dimensional and three-dimensional perovskites, which enhances photoluminescence quantum efficiency from 1.1% to 19.8%. Adding yttrium (III) chloride into the mixture further enhances photoluminescence quantum efficiency to 49.7%. Yttrium is found to incorporate into the three-dimensional perovskite grain, while it is still rich at grain boundaries and surfaces. The yttrium on grain surface increases the bandgap of grain shell, which confines the charge carriers inside grains for efficient radiative recombination. Record efficiencies of 11.0% and 4.8% were obtained in sky-blue and blue PeLEDs, respectively.
作者: Qi Wang,Xiaoming Wang,Zhi Yang,Peter Rudd,Andrew Moran,Yanfa Yan,Ninghao Zhou,Yehao Deng,Jingjing Zhao,Xun Xiao,Jinsong Huang
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Enhancing the efficiency of sky-blue perovskite light-emitting diodes (PeLEDs) by overcoming the low photoluminescence quantum efficiency in wide-bandgap perovskites.

The study demonstrated significant enhancement in the efficiency of sky-blue PeLEDs by improving the photoluminescence quantum efficiency through the incorporation of PEACl and YCl3. This approach also improved material stability by suppressing ion migration. The findings suggest that further improvements in PLQE could lead to even higher efficiencies in blue-emitting PeLEDs.

The study focuses on sky-blue and blue PeLEDs, with efficiencies still lagging behind green and red PeLEDs. The exact mechanism of PLQE enhancement by YCl3 requires further investigation.

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