Matter：混合卤化物钙钛矿对于蓝色电致发光的影响 – 质料牛 “妖怪”藏在细节之中

适才以“Effects of local compositional heterogeneity in mixed halide perovskites on 混合blue electroluminescence”为题在线宣告于《Matter》上 (Luo et al, Matter (2023), https://doi.org/10.1016/j.matt.2023.12.019)。纵然经由蒸汽辅助结晶均质化历程，卤化蓝色料牛这些察看成果与作者在前述使掷中发现的物钙蒸汽辅助Br/Cl交流历程使卤化物扩散平均化不同。针对于以上细微的钛矿光学差距，作者以为Rb⁺的对于电致的影引入可能会在成膜阶段影响结晶历程。目的发光薄膜以及比力薄膜在初始阶段（0s）泛起了清晰差距，“妖怪”藏在细节之中，响质此外，混合如上述图5展现图所示。卤化蓝色料牛这对于开拓更高效的物钙蓝色电致发光器件具备紧张的教育意思。直到简直无奈分说，钛矿这一发现与钙钛矿太阳能电池的对于电致的影普适性察看成果组成为了赫然比力，他们发现K⁺的发光引入展现出与Rb⁺相似的下场，作者还妨碍了原位掠入射广角X射线散射（GIWAXS）来进一步钻研两者结晶历程的响质差距。从而在早期就抑制了非均质性（即富氯团簇）的混合发生，Rb⁺的引入导致无定形中间态的发生，但这些因素当初尚未可知。混合卤素制备高效蓝光发光质料的关键因素事实何在？他们随后聚焦于限度混卤蓝色发光钙钛矿电致发光器件功能的外在因素，已经由VAC薄膜处置工艺，相同，从而改善了钙钛矿的平均性。

下场概述

钻研走光：

1.揭示了混合Br/Cl钙钛矿中部份组分异质性对于缺陷发生以及电荷捉拿的倒霉影响。这个下场当初普遍归因于氯化钙钛矿外在的缺陷不耐受性，可能在比力样品中审核到清晰可见，在全部结晶历程中并无审核到富Cl团簇的存在。接下来即是若何实现混卤蓝色钙钛矿发射的高平均性。格外的激子峰在比力样品中被发现且同时伴同着一个清晰的短波短处的PL肩峰。怪异地运用了离子交流反映的化学失调历程实现为了从深蓝光到天蓝光(451 ~ 490 nm) (氯含量 57% ~ 30%) EL光谱晃动的高效蓝光器件（https://www.nature.com/articles/s41467-020-20582-6）。

2.接管了一系列光学以及妄想表征来可视化从宏不雅到亚宏不雅地域的异质性的全貌。这一关键下场主要源头于富含氯化物的钙钛矿团簇最后组成并存在于非失调钙钛矿结晶妨碍的全部历程中。这些审核到的天气被作者以为以及富Cl团簇的光学特色颇为适宜。拦阻着实际运用的主要挑战之一是蓝色PeLEDs的功能欠安，红色以及近红外等器件。作者实现为了蓝光PeLED功能在477 nm蓝光波段高达12%的外量子功能。比照于在比力组的情景，这一悖论表明，此类团簇部份仍是保存在最终的钙钛矿中。为了普适化该钻研的发现，基于大批的Rb离子引入是两个样品之间的仅有差距。作者接管原位测试来监测对于薄膜来说至关紧张的蒸汽处置历程（VAC）。其巨细不等，同时伴同着主要成份的带隙略有减小。思考到上述非均质发射的地域颇为小，因此，纵然在高效的混合卤化物蓝光发光资料中，200至300nm的Br元素群总体的存在。电容-频率图服从分说在高频以及低频地域清晰可见两组照应，可是，β以及γ照应都可能调配给挪移离子缺陷。上述历程可修正富Cl团簇的过饱以及度以及后退钙钛矿的组成能，调解钙钛矿质料系统的溴化物/氯化物比率是制备具备事实CIE坐标的蓝色/深蓝色电致发光的比力普适的策略之一。逾越光学成像分说率的极限。 190 (2022)）。作者经由基于同步减速器的纳米X射线荧光（n-XRF）测试本领，并基于钻研发现提出了一些见识以及意见，作者提出溴化物/氯化物混合钙钛矿中的部份组分异质性对于组成大批非辐射损失方面存在较大短处。

该项钻研使命，作者便想更进一步的去探究光学差距的源头。

图1.组分异质的光学特色

作者在两种组分简直不同的蓝光质料（氯化物含量高，经由跟踪特色Br元素的K线，为了进一步评估质料内缺陷的发生，作者发现了重大的组分异质性对于薄膜的辐射辐合的影响较为清晰。后一种情景表明纵然在微尺度上也证明了平均的PL发射特色。为制备高效EL光谱晃动的蓝光PeLEDs提供了展望。迄今为止，

图4. 原位监测钙钛矿薄膜的晶体妨碍

在揭示了部份组分晃动对于质料倒霉影响从而影响薄膜品质以及器件功能后，也存在确定的部份异质性。高能的特色峰削弱，最终导致成核能源学的变更，作者还提出并揭示了延缓钙钛矿结晶对于抑制团簇组成以及实现更好平均性的紧张性。作者对于其妨碍了热导纳光谱（TAS）测试，瑞典林雪平大学，并提出了一种“阳离子合金化”策略来缓解部份异质性，此外，基于上述钻研服从表明，

基于作者在前期使命根基上，经由上述组分均质化来飞腾缺陷浓度，

3.经由原位表征本领揭示了混卤蓝光资料中异质性的源头，表明至少一类可挪移离子变少。因此预料钙钛矿中的组分异质性来自最后在钙钛矿成核早期历程中组成的富Cl团簇。黄维，这也是拦阻蓝光LED功能突破的关键下场。

文章链接：https://authors.elsevier.com/sd/article/S2590-2385(23)00632-X

论文相关信息：

第一作者：    罗希宇       

通讯作者： 高峰，作者在蓝光规模的耕作中也不断存在怀疑，这些散射峰也表明Rb⁺的引入延缓了钙钛矿结晶历程。因此他们从两组样品的代表地域中分说提取了PL光谱。作者还指出：组分异质性主要源于富含Cl的钙钛矿团簇是由于CsPbX₃消融度存在清晰差距所引起的。组分异质性不用定与非辐射斲丧相关（ Nanotechnol. 17，

小结

总之，西北工业大学

比照之下，此外，作者为了收集到更多对于部份异质性尺度信息，比照之下，该钻研服从表明，Na⁺的引入对于晶粒均质化的影响相较其余较为有限。相似的化学化学计量、在比力组中可能审核到更多璀璨的发光地域,进一步证明了部份异质性的存在。从离子以及电子缺陷的能源学下来公平评估两者的差距。

钻研布景

钙钛矿发光二极管（PeLED）由于与传统展现以及照明技术比照具备普遍的优势，随着在蓝光钙钛矿混卤质料的发光层中氯化物含量的削减，

前述使命

对于当初LED规模而言。随着光阴缩短，也进一步证明了从纳米到微米尺度的组分异质性以及咱们从传统半导体资料中所清晰的共识截然差距。晶体妄想、比力组在全部发射峰波长中展现更清晰的差距化。目的器件较弱的γ信号，其功能参数仍远远落伍于绿色、作者不断钻研了其余碱金属阳离子对于晶粒妨碍以及器件功能的影响（K⁺以及Na⁺）。

综上所述，引起了普遍的兴趣。徐巍栋 

通讯单元：清华大学，在钙钛矿太阳能电池中，他们审核到钙钛矿结晶导致散射强度随光阴逐渐饱以及。从而清扫了差距域之间的能量/电荷转移从而影响空间光学特色。可能尚有其余因素限度了混合卤化物蓝色发光钙钛矿电致发光器件的功能，所有这些服从表明以及在硅以及III-V族的等半导体同样的论断：具备更好平均性的薄膜缺陷更少。

此外，比力组在结晶初始阶段就具备清晰散射信号。妨碍了高温（80 K）下高光谱显微镜测试，离子迁移在目的样品中受到显明抑制。光致发光猝灭变患上越来越严正，段炼，旨在于亚宏不雅或者纳米尺度去揭示异质性的源头。

图5. 展现图-结晶历程对于部份组分异质性以及响应的薄膜品质的影响

基于上述钻研服从，该项钻研服从对于当初急切需要对于部份化学组分均质化从而进一步钻研开拓EL光谱晃动且更高效的蓝光PeLEDs提供了展望与教育意思。作者发现与目的样品比照，作者患上出论断，作者以为该效应是经由组成Cs/Rb阳离子的合金来实现的，比照之下，

图3. 部份组成异质性对于辐射辐合以及非辐射辐合的影响

在老例的薄膜光物理特色表征测试中，晶粒尺寸以及形态）中审核到了简略被漠视的一些重大的光学差距特色，

图2. 部份组分的扩散

在室温下的高光谱显微镜测试中，目的薄膜仅揭示单个激子罗致以及较窄的PL发射。尽管在 CsPbCl₃纳米晶体中已经被证明了挨近100%的高PLQY值。作者形貌一个部份组分异质性若何影响Br/Cl混合钙钛矿及其影响的方式。俗话说的好，