《基於石墨烯的量子點發光二極體器件的研究》是依託東南大學，由陳靜擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於石墨烯的量子點發光二極體器件的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳靜
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
量子點發光二極體器件（QD-LED）一般採用有機聚合物PEDOT作為空穴傳輸層。由於PEDOT的強酸性對ITO產生的腐蝕作用，聚合物的低耐熱性和不穩定性，成為影響器件發光能效提高的原因之一。為了提高器件的能效，本項目創新性的提出基於石墨烯的QD-LED器件，研究石墨烯作為空穴注入層加入到QD-LED器件的特性。石墨烯的電中性可以防止強酸性PEDOT對ITO層產生的腐蝕作用，並阻擋ITO中的In元素進入有機層中；通過石墨烯對器件能帶的調節作用，可以降低器件的開啟電壓；同時利用石墨烯極高的電荷遷移率，可以提高空穴的傳輸與注入速率，並加速電子與空穴的複合速率，最終實現量子點器件的發光效能的提高的目的。本項目基於石墨烯層的主要內容包括：1、基於石墨烯的QD-LED器件高能效的發光機理的研究；2、石墨烯作為空穴注入層空穴傳輸運機理的研究與實驗論證；3、石墨烯層的製備以及厚度對QD-LED能效的影響。
結題摘要
面向國家解決能源問題的重大戰略需求，具有耗電量少、壽命長、無污染等特點的固態發光和顯示器件已經成為節能環保、發展低碳經濟的重要手段之一，也是培育新的經濟成長點，搶占戰略性新興產業制高點的關鍵。量子點發光二極體繼承了半導體發光二極體和有機發光二極體的性能優勢，對進一步實現高能效、高顯色指數、高色飽和度和寬工作溫度的照明和顯示器件提供了重要的發展方向。 本項目針對量子點發光二極體器件中空穴傳輸速率慢，提高發光效率兩個關鍵科學問題，提出採用能帶匹配的新型空穴傳輸層材料，平衡量子點上注入的電子與空穴，提高量子點發光二極體工作能效，經過本項目三年的研究，主要研究內容如下：１、不斷摸索合成條件和合成工藝，製備出高量子產率的紅、綠、藍三色量子點材料；2、通過顆粒尺寸的改變，製備出可調製的電子傳輸層材料，與不同能帶的量子點材料進行匹配；3、通過石墨烯摻雜的PEDOT材料進行含量研究和能帶分析，發現摻雜後空穴注入層價帶位置下降0.66 eV，更加有利於空穴從注入層向量子點層的傳輸。因而，發光效率提高到4200 cd/m2，能效達到7.5 lm/W。由於紅光量子點材料禁頻寬度小，開啟電壓降低至1.6 V。 本項目將在量子點發光二極體器件的高效電光轉換機理及採用能帶可調式的載流子傳輸材料增強發光能效等方面取得創新性成果，為發展新型照明和顯示技術探索新道路和提供技術支撐。
