鈣鈦礦型發光二極體（PeLEDs）因其優異的光電特性而成為一種新興的照明和顯示器件。

在過去的幾年裡，外量子效率(EQE)已經從不到0.1%提高到20%以上，可以與傳統的有機發光二極體相媲美。

由於鈣鈦礦型材料的低成本和高能效，PeLEDs引起了人們極大的關注。然而，在基於溶液的低成本工藝中，鈣鈦礦型薄膜存在電子和空穴陷阱以及粗糙的表面，這對PeLEDs是不利的。表面改性和介面工程對發光器件的效能起著至關重要的作用。各種改善表面形貌的策略已經被用來解決與PeLEDs相關的內在挑戰。

來自香港城市大學，復旦大學，上海大學和山東大學的研究人員聯合

綜述了近年來PeLEDs件形態工程的研究進展。

重點討論了組成工程、新增劑工程、退火處理、溼度管理、溶劑控制、氣體淬火和氣相輔助方法，以及層間工程和自組裝單分子膜，並對其進行了展望，為進一步提高PeLED的效能提供了啟示。相關論文以題目為“Recent progress in surface modification and interfacial engineering for high-performance perovskite light-emitting diodes”發表在Nano Energy期刊上。

論文連結：

https：//www。sciencedirect。com/science/article/abs/pii/S2211285520303098

1. 引言

在能源消耗方式中，照明和展示對人類生活有著不可或缺的影響。發光二極體（LED）是21世紀應用最廣泛的照明。在白熾燈方面，LED具有節能、環保、壽命長等突出優點。LED的壽命比白熾燈長得多；然而，傳統LED器件的生產工藝傳統上很複雜，包括蝕刻、蒸發、沉積和塗覆，這限制了基板尺寸，並導致了一些問題，如材料利用率低、製造工藝複雜和成本高。為了解決當前的能源危機，開發下一代高效能、低成本和環保的LED是必要的。

2. 鈣鈦礦工程

鈣鈦礦工程是透過物理或化學方法制備出均勻、無缺陷的鈣鈦礦薄膜作為PELED的活性層。作者綜述了為形成均勻光滑的薄膜而採用的各種表面改性方法，因為質量差的薄膜會導致不同結構層的短路，最終影響陷阱態密度和載流子遷移率。鈣鈦礦晶體結構和薄膜狀態的內在特性是影響電致發光（EL）效率的主要因素，如有機A位陽離子的穩定性、奈米粒子（NP）薄膜的均勻性和NPs的聚集性等。在這裡，作者介紹組成工程、新增劑工程、退火處理、溼度管理、溶劑控制、氣體淬火和蒸汽輔助方法，以消除在PELEDs中生產鈣鈦礦型有源層所面臨的挑戰。

圖1 表面改性和介面工程取得的積極成果和優勢。

圖2。退火處理示意圖。（A）低溫工藝會導致鈣鈦礦薄膜上出現針孔；（B）合適的溫度工藝可以形成均勻的薄膜；（C）過高的溫度工藝會導致MAX分子昇華，並在鈣鈦礦薄膜上形成大的針孔。

3. 介面工程

介面工程被定義為層間工程和自組裝單分子膜（SAMs）。用於夾層和自組裝的材料如圖3所示。在光電器件的層狀結構中，鈣鈦礦材料通常對相鄰層的表面狀況敏感。據大量文獻報道，插入中間層可以緩解激子猝滅，降低功能層之間的能壘，甚至可以改善電光底層的形貌。例如，鈣鈦礦晶體中出現的不連續包含本徵的點缺陷和表面缺陷，如晶格空位、間隙缺陷和反位缺陷，和/或配位不足的離子。這種缺陷可以透過層間方法透過與陽離子和/或陰離子形成化學鍵來消除，最終導致抑制在鈣鈦礦薄膜上形成的缺陷。

此外，電荷傳輸層（CTL）的表面修飾可以減小CTL與鈣鈦礦層之間的勢壘，最終降低器件的開啟電壓。在鈣鈦礦吸收體和電荷傳輸層的交界處，空穴或電子注入勢壘中的激子-激子湮滅會導致不希望發生的複合過程，利用空穴/電子阻擋過渡層可以有效地保持這種複合過程。此外，使用功能化中間層可以消除伴隨鈣鈦礦薄膜形成的底層不均勻表面和/或不完美的大顆粒。此外，在鈣鈦礦薄膜和電荷傳輸層（CTL）之間插入緩衝層可以有效地抑制漏電流和電分流路徑。因此，中間層的利用可以促進無針孔鈣鈦礦薄膜的生長，進而提高器件的效能。（文：愛新覺羅星）

圖3。帶（A）ETL和/或HTL的夾層；和（B）自組裝單層的例子的帶狀體系結構中的夾層的圖解。

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