祝贺郭坤平老师在《ACS Applied Materials & Interfaces》发表基于室温低压处理PEI界面修饰的高效稳定全溶液钙钛矿发光二极管研究成果

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.4c19098

近年来，随着对高效、低成本光电器件需求的日益增长，金属卤化物钙钛矿材料因其卓越的光电性能在发光二极管（LEDs）领域展现出了巨大的应用潜力。然而，尽管钙钛矿LEDs（PeLEDs）在颜色纯度、光谱可调性和成本效益方面表现出色，但实现全溶液法制备高效且稳定的PeLEDs仍面临巨大挑战。传统上，电子传输层（ETL）多采用热蒸发法制备，这不仅增加了制造成本，也限制了下一代印刷技术的应用。

针对这一难题，通过引入一种创新的室温低压蒸汽处理方法，结合聚乙烯亚胺（PEI）界面修饰层，成功制备了高效的全溶液法PeLEDs。这一突破性方法不仅有效避免了后续溶液层对钙钛矿发射层的损害，还显著提升了器件的性能和稳定性。具体而言，选择CsPbBr₃作为发光层材料，并通过PEI界面修饰层显著增强了钙钛矿晶体的结晶质量和光致发光强度。实验结果显示，经PEI修饰的CsPbBr₃在空气中的光致发光强度相比原始钙钛矿提高了3倍，且保持了超过100小时的稳定光输出。此外，PEI的引入还显著降低了电子传输势垒，有效抑制了水和氧气对钙钛矿晶体的降解作用，并最小化了后续ETL溶剂的不良影响。

基于这一创新策略，所制备的全溶液法CsPbBr₃ PeLEDs展现出了优良的性能：外部量子效率高达4.6%，开启电压低至2.1 V，亮度达到10125 cd/m²，且操作寿命相比传统器件延长了约5倍。这些优异性能不仅得益于PEI界面修饰层对钙钛矿晶体生长的促进作用，还归功于低压蒸汽处理对ETL电子传输性能的精细调控。尤为值得一提的是，该制备策略概念简单，易于实施，为未来可印刷PeLEDs的发展开辟了新的道路。研究团队进一步通过柔性PeLEDs器件的制备，展示了这一策略在柔性光电器件领域的广阔应用前景。

本项研究成果以题目为“Efficient All-Solution-Processed Perovskite Light-Emitting Diodes via a Room-Temperature Vapor-Treated Interlayer”发表在国际知名期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》上（ACS Applied Materials & Interfaces, 2025, DOI: 10.1021/acsami.4c19098）。这一研究不仅为全溶液法PeLEDs的性能提升提供了新思路，也为推动低成本、高效率光电器件的发展做出了重要贡献，预示着钙钛矿材料在光电器件领域的更广泛应用和更深远影响。