实验室苏仕健教授团队：宽色域且寿命延长的高效钙钛矿/有机杂化白光电致发光器件

基于钙钛矿实现高效稳定的白色电致发光用于超高清（UHD）显示与照明面临巨大挑战。特别是，UHD显示所必需的深蓝光PeLEDs面临低的效率与差的稳定性。此外，受限于多色钙钛矿之间快速的离子交换反应，实现全钙钛矿的WLEDs需要复杂的器件工程。因此，亟须提出有效的策略探索产生白光新的可能性并发展基于钙钛矿的高性能WLEDs。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室苏仕健教授课题组提出一种钙钛矿/有机杂化WLEDs（P/O-WLED）器件结构，利用有机发光单元独特的载流子传输和发光特性拓宽载流子分布、提高激子利用并产生窄带发射峰，实现了破纪录的高效P/O-WLEDs，同时兼具宽的色域与大幅延长的寿命，有望拓展在UHD显示及照明领域的应用。

将钙钛矿与有机发光材料进行杂化是一种开发基于钙钛矿的WLEDs很有前景的策略。然而，在这种杂化体系中，钙钛矿和有机发光单元在载流子迁移率、能级以及发光机制方面存在显著差异。当载流子注入到器件中时，这种显著的差异将对调控载流子注入、激子分布、能量调控和激子动力学带来巨大挑战。由此产生的电荷不平衡和非辐射能量损失将导致器件性能不尽如人意。本研究首次提出并成功演示了一种概念验证结构，该结构构建了具有宽色域的钙钛矿/有机杂化白光LED（P/O-WLEDs）。在此结构中，纯绿光和深蓝光的有机发光单元依次叠加在红光钙钛矿发光层之上，形成了一个混合发光体系。有机发光单元独特的载流子传输和发光特性有助于拓宽载流子分布、提高激子利用效率并产生窄带发射峰。因此，所开发的P/O-WLEDs实现了21.1%的峰值外量子效率、2.6 V的超低启亮电压，同时显著延长工作寿命至21.9小时（初始亮度为500 cd m-2下的LT50寿命）。将红光钙钛矿薄膜替换为P8PB2 w/ RbI钙钛矿薄膜并对LiF层及绿光有机单元的厚度进行调节，获得了以红光发射为主导光谱稳定的低色温白光，同时兼具高的EQE（>17.6%）及明显延长的操作寿命。所提出的概念结构为基于钙钛矿材料发展高色域显示照明技术提供了有价值的指导。

图1. P/O-WLEDs的器件结构、设计原理及优势

相关研究成果以“HighlyEfficient Perovskite/Organic Hybrid White Electroluminescent Devices withExtended Operational Lifetime and Wide Color Gamut”为题发表在Advanced Materials上，其中通讯作者为苏仕健教授，第一作者为博士生刘邓辉。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、博士后创新人才支持计划等科研项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202507820