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Chlorine Vacancy Passivation in Mixed Halide Perovskite Quantum Dots by Organic Pseudohalides Enables Efficient Rec. 2020 Blue Light-Emitting Diodes

DOI:10.1021/acsenergylett.0c00057 期刊:ACS Energy Letters 出版年份:2020 更新时间:2025-09-19 17:13:59
摘要: Blue-emitting perovskites are easily attainable by precisely tuning the halide ratio of mixed halide (Br/Cl) perovskites (MHPs). However, the adjustable halide ratio also hinders the passivation of Cl vacancies – the main source of trap states leading to inferior performance blue MHP light-emitting diodes (LEDs). Here, we report a strategy to passivate Cl vacancies in MHP quantum dots (QDs) using non-polar-solvent-soluble organic pseudohalide (n-dodecylammonium thiocyanate (DAT)), enabling blue MHP LEDs with greatly enhanced efficiency. Density-functional-theory calculations reveal that the thiocyanate (SCN-) groups fill in the Cl vacancies and remove electron traps within the bandgap. DAT-treated CsPb(BrxCl1-x)3 QDs exhibit near unity (~100%) photoluminescence quantum yields; and their blue (~470 nm) LEDs are spectrally stable with an external quantum efficiency (EQE) of 6.3% – a record for perovskite LEDs emitting in the 460-480 nm range relevant to Rec. 2020 display standards – and a half-lifetime of ~99 s.
作者: Xiaopeng Zheng,Shuai Yuan,Jiakai Liu,Jun Yin,Fanglong Yuan,Wan-Shan Shen,Kexin Yao,Mingyang Wei,Chun Zhou,Kepeng Song,Bin-Bin Zhang,Yuanbao Lin,Mohamed Nejib Hedhili,Nimer Wehbe,Yu Han,Hong-Tao Sun,Zheng-Hong Lu,Thomas D. Anthopoulos,Omar F. Mohammed,Edward H. Sargent,Liang-Sheng Liao,Osman M. Bakr
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Investigating the passivation of Cl vacancies in mixed-halide perovskite quantum dots using organic pseudohalides to enhance the efficiency and stability of blue light-emitting diodes.

The passivation of Cl vacancies in mixed-halide perovskite quantum dots using organic pseudohalides significantly enhances the efficiency and stability of blue light-emitting diodes, achieving a record external quantum efficiency of 6.3% for LEDs emitting in the 460-480 nm range. This approach opens new avenues for the development of high-performance perovskite-based optoelectronic devices.

The study focuses on the passivation of Cl vacancies in mixed-halide perovskite quantum dots, but the broader applicability to other types of perovskites or defects is not explored. The operational half-life of the LEDs, while improved, is still relatively short (~99 s).

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