钙钛矿发光二极管（PeLEDs）具有色纯度高、发光波长可调和溶液加工等优势，在新型显示领域展现出重要应用前景。目前，红光和绿光PeLEDs的外量子效率已取得显著突破，而蓝光器件，特别是天蓝光器件，在发光效率、光谱纯度和运行稳定性方面仍有较大提升空间。对于准二维天蓝光钙钛矿，低维相在埋底界面的无序富集容易阻碍载流子输运，加剧非辐射复合和寄生发光，成为制约器件综合性能的关键因素。
近日，研究团队针对上述问题，设计了具有刚性正交螺环骨架和末端羧基的自组装分子SAF-PPA，并将其引入聚乙烯咔唑（PVK）空穴传输层与钙钛矿发光层之间。SAF-PPA的三维位阻构型可抑制传统线性分子的无序聚集，并通过π–π相互作用与PVK形成均匀界面网络，降低界面能量无序；其末端羧基可与未配位Pb2+发生配位作用，提供成核位点并钝化埋底界面缺陷，同时通过与有机间隔阳离子相互作用，减少低-n相在埋底界面的富集，促进更加均匀的垂直相分布。得益于上述协同调控，钙钛矿薄膜的光致发光量子效率由43.6%提高至85.4%。相应天蓝光PeLEDs在488 nm处实现稳定电致发光，最大外量子效率达到21.9%，启动电压低至1.95 V，电致发光半峰宽仅为15.4 nm；在初始亮度为500 cd m-2的恒流运行条件下，代表性器件的T50寿命达到901.8 min。该研究有效缓解了准二维天蓝光PeLEDs中效率与光谱纯度之间的长期权衡，为高性能蓝光发光器件的界面材料设计提供了新思路。
相关研究成果以“Spiro-Configured Self-Assembling Molecule Modulates Phase Distribution at the Buried Interface for Efficient Sky-Blue Perovskite LEDs”为题，发表于国际期刊《Advanced Functional Materials》。福建师范大学为论文第一完成单位，我校博士研究生郑嵩为第一作者，博士研究生吴纪红为论文共同第一作者，物理与能源学院王志斌副教授与陈大钦教授、海峡柔性电子（未来科技）学院王漾教授为共同通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金及福建省自然科学基金等项目支持。
螺环构型自组装分子SAF-PPA及其对PVK/钙钛矿埋底界面的协同调控机制示意图
论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.78157
（物理与能源学院）