来源：光电未来
钙钛矿发光二极管(PeLEDs)由于其在显示和固态照明技术方面的巨大潜力，最近引起了相当大的学术和工业兴趣。自2014年Tan等人发表了关于在室温下实现电致发光的突破性报告以来，绿色、红色和近红外PeLEDs的性能得到了快速提升，所有情况下的外量子效率(EQE)都超过了23%。然而，蓝色发光二极管的性能仍然明显不足，这极大地限制了它们在全彩显示器中的应用。
三维纯溴化钙钛矿材料由于其窄带隙(~ 2.3 eV)，通常无法满足蓝光发射所需的宽带隙特性(>2.5 eV)。解决这一挑战需要创新的带隙工程策略来实现所需的蓝色发射，例如通过量子限制效应或明智的成分修改。通过加入氯元素合成Br/Cl杂化钙钛矿材料，可以实现理想的蓝光发射。然而，氯离子(Cl)和溴离子(Br)表现出不同的迁移率，这有利于离子在电场或光下迁移，从而引发相分离。这种相分离导致发光峰的红移，从而使光谱稳定性恶化。此外，在混合卤素钙钛矿中，与氯离子相关的缺陷态(例如Cl空位)通常位于带隙的中间，形成深能级陷阱，可以很容易地捕获载流子并增加非辐射复合。这导致PeLEDs的工作寿命缩短，使器件稳定性在实际应用中的实现复杂化。因此，在不引入氯的情况下实现高效的纯蓝色发光仍然是当前研究的主要挑战。
为了解决上述挑战，目前的研究工作集中在准二维(准2D) Ruddlesden-Popper钙钛矿的开发上。在无机金属卤化物八面体层之间结合了大块的有机间隔物(例如，苯乙基铵[PEA+]，丁铵[BA+]或乙铵[EA+])。这些长链配体物理上限制了无机骨架的生长，导致维数降低和量子限制的电子结构蓝移光学带隙。得益于量子约束和激子结合能的提高，这些准二维钙钛矿促进了激子的辐射重组，从而增强了电致发光。然而，低n相(n = 1,2,3)的形成能量随层数而变化，导致能量分布不均匀，往往导致能量传递效率低下和大量的非辐射复合损失。
另一种方法是使用配体诱导的钙钛矿的原位限制生长。这种合成策略可以通过在合成过程中自发形成配体分子来创造一个密闭环境，从而精确控制钙钛矿晶体的成核、生长和形态。Yuan等人成功地在配体的头端和尾端引入了额外的甲基和卤素取代基，增加了头基的位阻，提高了配体与CsPbBr3钙钛矿表面的结合能这种方法限制了CsPbBr3钙钛矿晶体的生长，最终产生了具有强量子域限制效应的超小型CsPbBr3钙钛矿量子点固体薄膜。同样，聚合物添加剂可以作为自然网络来限制钙钛矿的结晶和生长。具有天然骨架的聚合物，如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚乙二醇(PEG)，已被证明可以限制晶体生长空间，导致纳米晶体尺寸显着减小，表面形貌更光滑，从而实现光谱中的蓝移。尽管聚合物添加剂策略取得了成功，但薄膜内的高缺陷密度表明需要进一步改进。
河北工业大学宋丽等人采用添加剂策略，将磺胺酸钠(SAS)加入到钙钛矿层中，以钝化薄膜缺陷并提高蓝色PeLEDs的性能。结果表明，磺胺酸盐离子和不饱和Pb2+ 离子之间的配位显著减轻了体相钙钛矿的非辐射复合损失。此外，氨基与邻近的卤素离子形成氢键，从而抑制了卤素离子的迁移，进一步提高了钝化效果。因此，SAS修饰的蓝色PeLED器件实现了5.47%的外部量子效率和19.8分钟的工作寿命，大约是控制的两倍。研究结果为实现高性能蓝色PeLEDs提供了有价值的见解和有效的策略。
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