电激发瞬态吸收光谱研究揭示 QLED 效率滚降核心起源:明确电子泄漏为效率滚降主导因素

量子点发光二极管(QLED)凭借宽色域、高色纯、低功耗等特性,已在高端显示领域实现规模化应用,但高电流密度下的效率滚降问题,始终是其向车载显示、固态照明等高亮度场景拓展的核心瓶颈,其成因在学界长期存在分歧。

近日,中国科学技术大学樊逢佳教授团队联合河南大学申怀彬教授团队,在国际期刊《Nano Letters》发表了题为Origin of the Efficiency Roll-off in Quantum Dot Light-Emitting Diodes: An Electrically Excited Transient Absorption Spectroscopy Study的研究论文。团队通过自主研发的电激发瞬态吸收光谱(EETA)技术,首次实现工作状态下 QLED 内部电荷注入动力学的原位实时定量探测,厘清了各损耗因素对效率滚降的贡献占比。

此前学界普遍将俄歇复合视为效率滚降的主导因素,相关优化工作多围绕该方向展开,但未能有效解决高亮度下的效率下降问题。本次研发的 E-TA 技术突破了传统表征的局限,可精准定量量子点层内的积累电子浓度、实时监测内部电场强度,还首次实现了对泄露至空穴传输层的电子浓度的定量检测,完成了各损耗因素的贡献拆分。

研究结果显示,在 354 mA/cm² 的高电流密度下,器件效率滚降中,电子泄漏的贡献占比达 95%,电场诱导猝灭贡献占比为 5%,而此前被视为主导因素的俄歇复合、焦耳热效应的贡献几乎可忽略不计。同时,团队还明确了量子点内电子积累的双向作用,为不同品质量子点器件的差异化优化提供了参考。

该研究为学界长期存在分歧的 QLED 效率滚降成因问题提供了明确的实验证据,为 QLED 材料设计与器件优化指明了核心方向。实验验证表明,通过增强量子点电子限域能力抑制电子泄漏,可显著缓解 QLED 的效率滚降问题,有助于推动 QLED 在高亮度场景的商业化拓展。

论文链接:Origin of the Efficiency Roll-off in Quantum Dot Light-Emitting Diodes: An Electrically Excited Transient Absorption Spectroscopy Study | Nano Letters

创建时间:2024-08-20 08:30