兰州城市学院&许昌学院《Thin Solid Films 》：三氧化钨纳米晶层！

稳定性是限制QLEDs实际应用的最重要因素。研究人员一直在寻找更稳定的阳极界面材料。来自兰州城市学院和许昌学院的研究人员报道了以三氧化钨（WO₃）纳米晶（NCs）薄膜作为空穴注入层（HIL）的高亮度高效量子点发光二极管。WO₃薄膜致密光滑，有利于在绿色QLED中形成HIL。QLED的亮度、电流效率和工作寿命为18560 cdm⁻²，11.8 cd A⁻¹和11844小时。相关论文以题目为“Sol-gel processed tungsten trioxide nanocrystals layer for efficient hole-injection in quantum dot light-emitting diodes”发表在Thin Solid Films 期刊上。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040609021002054

与有机电致发光二极管相比，量子点发光二极管具有发光强度高、荧光效率高、发光光谱可调、颜色纯正、发光寿命长等优点。QLEDs将是下一代照明和显示的有希望的候选材料。然而，长期稳定性是制约QLEDs实际应用的最重要因素。一般来说，PEDOT:PSS由于其高导电性、光学透明性和高功函数等优点被广泛应用于阳极的改性。然而，由于其吸湿性和酸性，使用PEDOT:PSS器件的QLEDs的稳定性会降低。研究人员一直在寻找更稳定的阳极界面材料。因此，一些具有良好稳定性和载流子传输能力的材料被用来取代PEDOT:PSS，如V2O5、NiO、WO3和MoO3。

通常，WO3具有5.15 eV的功函数，这有利于将空穴注入量子点（QD），这归因于通过WO3导带从相邻HTL的最高占据分子轨道（HOMO）能级提取电子。另外，WO3对有机HTL具有重要的保护作用。然而，它们独特的电子能级特性主要是在真空条件下用高成本的热蒸发或射频溅射技术制备的薄膜来获得的，由于成本问题，这些薄膜存在着缺点。此外，已经证明，金属氧化物纳米晶（NCs）作为界面缓冲层通常更有效。基于上述思想，仍有必要寻找一种简单的溶液处理方法来制备WO3纳米晶薄膜作为HIL，以提高QLEDs的性能。

图1.石英衬底上WO3 NCs（b）和SAED（插图b）的TEM图像（a）、放大TEM图像，以及WO 3 NCs（c）的AFM图像。

图2.石英衬底上WO3纳米晶的光透射光谱，以及插图是基于WO3 NCs 的QLED示意图。

图3.电流效率与亮度的函数关系，插图是在5V电压下基于WO3 NCS的QLED照片。

图4 .基于WO 3 NCs和PEDOT:PSS的器件寿命特性。

作者以W粉和H2O2为前驱体，采用简单的溶胶-凝胶法制备了WO3 纳米晶薄膜，并在420℃煅烧持续1小时。所得正交相WO3 纳米晶为多晶，平均粒径为6 nm。石英衬底上的WO3 纳米晶薄膜具有高透明性，平均透过率为85%。以ITO衬底上的WO3 纳米晶薄膜作为HTLs组装QLED，获得18560 cd m−2的发光亮度，电流效率11.8cd A−1，工作寿命11844 h。（文：爱新觉罗星）