上海大学《APR》：溶剂调控无机空穴注入层实现高效QLED！

无机电荷传输层(CTL)已被证明是提高电致发光器件稳定性的有效方法。然而，溶液处理的无机CTL的电子结构的有效调节仍然受到掺杂或界面工程的挑战，而且由于表面聚集，薄膜的形貌通常很差。

在这项工作中，来自上海大学等单位的研究人员通过调节溶剂的极性来精确地调节无机磷钼酸(PMA)空穴注入层(HILs)的能级和迁移率，得到具有合适电子结构的无机HILs作为能量阶梯，更好地促进空穴注入，从而实现量子点发光二极管(QLED)中平衡的载流子输运。相关论文以题目为“Solvent-regulated electronic structure and morphology of in organic hole injection layers for efficient quantum dot light-emitting diodes”在Advanced Photonics Research期刊上。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adpr.202000124

胶体量子点发光二极管(QLED)由于具有发射波长可调、发射线宽窄、发光效率高、制作成本低等特点，在显示和固态照明技术中具有广阔的应用前景，受到了广泛的关注。自从1994年问世以来，由于量子点器件合成策略的迅速发展，一些关键的器件参数如外量子效率(EQE)、亮度和工作寿命都有了很大的提高。自1994年问世以来，随着量子点器件合成策略的迅速发展，器件的外量子效率(EQE)、亮度和工作寿命等关键器件参数得到了极大的提高。由于倒置量子发光二极管的透明底阴极可以直接连接到n型薄膜晶体管的漏极线上，具有高电子迁移率、大面积均匀性等优点，所以在多层量子发光二极管中采用的倒置结构已经非常流行。

然而，传统的用于倒置量子发光二极管的小分子空穴注入层(HILs)需要采用昂贵的真空蒸发技术，而低成本的溶液沉积PEDOT：PSS由于其高酸度和高吸湿性而不能起到很好的效果。传统的用于倒置QLED的小分子空穴注入层(HILs)需要采用昂贵的真空蒸发技术。溶液处理无机空穴注入层(HILs)，如氧化钨(WOx)、氧化钼(MoOx)、氧化镍(NiOx)和磷钼酸(PMA)，以及相应的掺杂或界面工程以提高空穴注入能力，引起了人们的广泛关注。然而，通过掺杂或界面工程来调节无机空穴注入层的电子结构是一个复杂且难以精确调整的过程。此外，溶液处理的无机空穴传输层往往由于纳米粒子的弯曲或表面聚集而表现出不均匀性，导致器件性能下降。因此，迫切需要开发一种通用而简单的方法来精确调节无机HILs的电学性质。

图1.从四种不同溶剂中获得的PMA薄膜的性能。(A)显示结合能、二次电子截止和价带边缘区的UPS光谱，(B)霍尔迁移率和(C)基于丙酮、乙腈、异丙醇和正丁醇溶剂的PMA薄膜的透过率。

图2。PMA层的AFM图像。(a-d)分别由丙酮、乙腈、异丙醇和正丁醇沉积在聚TPD层上的聚甲基丙烯酸甲酯的AFM图像。测试范围为4um×4um。

图3.器件组成和相应的能级分布。(A)器件结构，(B)能带图，(C)横截面TEM图像和(D)溶液处理的QLED的EDS成分映射图像。

图4.QLED器件性能。(A)电致发光光谱，(B)J-V，(C)L-V，(D)CE-L和(E)EQE-L曲线。(A)中的插图显示了一个明亮的工作QLED(发光面积为2 mm×2 mm，工作电压为7 V)。(F)结构为ITO/MoO₃(30 nm)/QDs/PolyTPD/PMA/Al的纯空穴器件的J-V特性。用不同的溶剂制备了PMA薄膜。

总的来说，本研究采用高沸点的溶剂改善了无机PMA薄膜的表面形貌，使表面张力最小，有利于形成光滑、无针孔的PMA薄膜。这项工作为制备溶液处理的无机功能层和光电子器件提供了一种有效方法。（文：爱新觉罗星）