Integrasi Perovskit Ramah Lingkungan untuk Dioda Pemancar Cahaya Putih Efisiensi Tinggi
Abstrak
Titik kuantum perovskit (QD) telah banyak digunakan dalam dioda pemancar cahaya putih (WLED), karena hasil kuantum (QY) yang tinggi, celah pita yang dapat disetel, dan persiapan yang sederhana. Namun, QD perovskit yang memancarkan merah biasanya mengandung yodium (I), yang tidak stabil di bawah penyinaran cahaya terus menerus. Di sini, WLED berbasis perovskit dibuat oleh perovskit anorganik yang didoping bismut (Bi) bebas timah Cs2 SnCl6 dan CsPbCl yang didoping Mn dengan sedikit timbal3 QDs, yang memancarkan cahaya putih dengan koordinat warna (0,334, 0,297). Cs Bi-doped2 SnCl6 dan CsPbCl yang didoping Mn3 QD keduanya menunjukkan stabilitas yang sangat baik saat disimpan di udara sekitar. Sebagai manfaat dari karakteristik yang diinginkan ini, WLED yang disiapkan menunjukkan stabilitas yang sangat baik seiring dengan waktu pengoperasian. Hasil ini dapat mendorong penerapan QD perovskit anorganik di bidang WLED.
Pengantar
Di antara teknologi pencahayaan solid-state, white light-emitting diodes (WLEDs) adalah kandidat yang sangat baik untuk menggantikan lampu pijar karena keunggulannya dalam konservasi energi tinggi, masa pakai yang lama, efisiensi cahaya yang tinggi, dan emisi terpolarisasi [1]. Secara umum, WLED diakui sebagai salah satu jenis sumber pencahayaan solid-state yang ekonomis dan efisien [2, 3]. Teknologi QD-LED secara bertahap dikembangkan selama beberapa tahun terakhir, karena stabilitas tinggi dan hasil kuantum (QY) titik kuantum (QDs) yang tinggi [4]. Baru-baru ini, perovskit telah menarik banyak perhatian, dan mereka telah diterapkan di berbagai bidang [5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15]. Sel surya perovskit dengan efisiensi konversi daya (PCE) melebihi 23% telah dicapai karena koefisien penyerapan (Abs) yang sangat baik, panjang difusi pembawa yang panjang, dan mobilitas pembawa yang tinggi [5,6,7]. CsPbBr3 -Kabel PbSe yang dienkapsulasi telah menunjukkan kinerja optoelektronik yang baik termasuk responsivitas yang tinggi (~ 10
4
A W
−1
) dan kecepatan respons yang adil (~ ms), menunjukkan potensi aplikasinya yang besar dalam bidang deteksi foto [8,9,10]. Selain itu, perovskit telah diperkenalkan ke perangkat fotonik. Keistimewaan perovskit yang luar biasa, seperti komposisi fasa yang kaya dan kemampuan proses larutan bertemperatur rendah, membuat perovskit dapat diaplikasikan pada transistor [5]. Emisi spontan dan penguat dengan ambang batas rendah dapat direalisasikan dengan CsPbX3 QD [11]. Yang terpenting, QD perovskit adalah material yang paling menjanjikan di antara QD untuk aplikasi LED, karena QY yang tinggi (hingga> 90%), photoluminescence (PL), prosedur preparasi yang sederhana, dan celah pita yang sangat dapat disetel (dari 1,46 hingga 2,50 ev) [11,12,13,14,15,16]. Namun, reaksi pertukaran anion antara perovskit dan ketidakstabilan perovskit yang mengandung yodium (I) sebagian besar membatasi pengembangan QD perovskit menuju aplikasi WLED. Matahari dkk. diusulkan untuk menggunakan enkapsulasi silika untuk meningkatkan stabilitas dan menghindari pertukaran anion [17]. Stabilitas udara QD perovskite sangat ditingkatkan, tetapi stabilitas WLED tidak cukup baik karena penurunan cahaya merah yang signifikan. Kemudian, Shen dkk. menggunakan cangkang antrasena untuk melindungi QDs perovskit pemancar merah, yang meningkatkan stabilitas LED terhadap arus [18]. Zhong dan rekan kerjanya langsung menggunakan K2 . yang memancarkan merah SIF6 :Mn
4+
fosfor untuk menggantikan QDs perovskit yang mengandung yodium (I) [19]. Sun dan rekan kerja juga mempresentasikan metode yang sama untuk meningkatkan stabilitas LED [20]. Karena garis emisi yang tajam dari QD perovskit, mereka biasanya digunakan dalam aplikasi tampilan lampu latar dengan chip LED pemancar biru [21, 22]. WLED ini tidak cocok untuk pencahayaan solid-state, karena CRI-nya cukup rendah. Baru-baru ini, beberapa laporan telah menyiapkan fosfor fase tunggal perovskit, yang memiliki lebar garis yang luas. Namun, QY dari bahan semacam ini relatif rendah [23,24,25]. Masalah besar lainnya adalah bahwa QDs perovskit mengandung timbal, yang merupakan racun bagi kesehatan dan lingkungan [26, 27]. Dengan meningkatnya kekhawatiran tentang risiko ini, pembatasan telah dibuat untuk membatasi penggunaan Pb dalam elektronik konsumen. Banyak upaya telah dilakukan untuk mengeksplorasi dan mengganti timbal dengan unsur-unsur yang kurang beracun seperti Sn, Ge, Bi, dan Sb, yang memiliki struktur pita elektronik analog [28,29,30]. Namun, sifat optoelektronik mereka tidak dapat dibandingkan dengan rekan-rekan berbasis Pb. Doping elemen kurang beracun ke dalam kisi perovskit telah menjadi rute alternatif, yang dapat memperkenalkan sifat optik, elektronik, dan magnetik baru [31, 32]. Misalnya, Zhang et al. telah menyiapkan QD perovskit yang didoping Mn dengan QY hingga 54% dan rasio substitusi Mn tertinggi adalah 46% [31]. Tang dan rekan kerjanya melaporkan perovskit anorganik bebas timah yang didoping bi. Setelah doping Bi, PLQY dari Bi-doping Cs2 SnCl6 ditingkatkan menjadi 78,9% [33].
Dalam karya ini, kami memperkenalkan CsPbCl yang didoping-Mn3 QD dan Cs Bi-doped2 SnCl6 sebagai lampu emisi oranye dan lampu emisi biru untuk membuat WLED berkinerja tinggi. Kedua bahan ini dapat dieksitasi oleh sinar UV dan menunjukkan QY tinggi di bawah sinar UV. Mereka juga mengandung anion Cl yang sama, yang menghindari reaksi pertukaran anion selama proses pencampuran. Selain itu, perlu dicatat bahwa lebar garis emisi kedua perovskit ini sangat luas, yang memudahkan untuk membentuk spektrum kontinu. Dalam WLED dengan CCT 5311K, koordinat warna (0,334, 0,297) dan CRI 80 tercapai. Yang terpenting, WLED ini menunjukkan stabilitas yang sangat baik terhadap peningkatan arus dan waktu kerja.
Metode
Bahan dan Bahan Kimia
Sesium karbonat (Cs2 CO3 , 99,9%), timbal (II) klorida (PbCl2 , 99,999%), cesium klorida (CsCl, 99,99%), asam oleat (OA, 90%), dan 1-oktadesen (ODE, 90%) diperoleh dari Alfa Aesar. Mangan klorida tetrahidrat (MnCl2· (H2 O)4 , 99,99%), oleylamine (OAm, 80–90%), dan timah klorida (SnCl2 , 99,99%) dibeli dari Aladdin. Bismut klorida (BiCl3 , 99,99%) dan polimetil metakrilat (PMMA) diperoleh dari Macklin. Asam klorida (HCl, 37 wt.% dalam air) dibeli dari Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. Metanol (99,5%) diperoleh dari Kermel. Toluena (99,0%) dan etil asetat (99,5%) dibeli dari Concord. Heksana diperoleh dari Pabrik Kimia Beijing.
Proses Sintesis
Persiapan Cs-oleate
Solusi cesium-oleat disiapkan sesuai dengan pendekatan oleh Kovalenko dan rekan kerja [31]. Singkatnya, 0,8 g Cs2 CO3 , 2,5 mL OA, dan 30 mL ODE dimasukkan ke dalam labu leher tiga dan dikeringkan di bawah vakum pada 120 °C selama 1 jam. Selanjutnya, labu dipindahkan ke N2 atmosfer dan dipanaskan hingga 150 °C sampai semua Cs2 CO3 dibubarkan.
Sintesis CsPbCl yang didoping Mn3
CsPbCl yang didoping-Mn3 disintesis dengan metode injeksi panas. Biasanya, 0,0615 g PbCl2 , 0,08 g MnCl2 (H2 O)4 , 1 ml OAm, 1 ml OA, dan 5 ml ODE ditambahkan ke dalam labu leher tiga 25-mL dan dikeringkan dalam vakum pada 120 °C selama 1 jam. Kemudian, labu dipanaskan hingga 180 °C di bawah nitrogen. Pada suhu ini, 0,5 mL OAm kering dan 0,5 mL OA kering selanjutnya disuntikkan untuk melarutkan sumber Pb dan Mn. Kemudian, 0,4 mL Cs-oleat disuntikkan dengan cepat, dan setelah 5 s, larutan didinginkan dengan penangas es. QD diendapkan dengan heksana dan etil asetat dengan perbandingan 1:3. Kemudian, larutan disentrifugasi pada 5500 rpm selama 5 min. Setelah sentrifugasi, endapan didispersikan dalam toluena.
Sintesis Cs Bi-doped2 SnCl6
Cs Bi-doped2 SnCl6 disintesis dengan metode reaksi hidrotermal. Biasanya, 0,337 g CsCl, 0,189 g SnCl2 , 0,032 g BiCl3 bubuk, dan 4,0 mL asam klorida 37% disegel ke dalam autoklaf berlapis Teflon (30 mL) dan dipanaskan pada 220 °C selama 20 h. Setelah reaksi, autoklaf didinginkan perlahan hingga suhu kamar, dan kristal putih Cs yang didoping-Bi2 SnCl6 dapat dipisahkan dengan sentrifugasi (3000 rpm, 2 min).
Fabrikasi Perangkat LED
Chip UV-LED dengan panjang gelombang puncak emisi yang berpusat pada 365 nm dibeli dari Shine On Corp. Dalam persiapan tipikal, sejumlah Cs yang didoping-Bi2 SnCl6 bubuk dicampur dengan larutan PMMA/toluena dan dilapisi ke chip UV-LED. Selanjutnya, CsPbCl yang Didoping Mn3 Larutan QD ditambahkan ke dalam larutan PMMA/toluena 1 ml transparan. Setelah itu, CsPbCl yang didoping Mn3 larutan dilapisi ke chip UV-LED yang sudah dilapisi dengan Bi-doped Cs2 SnCl6 . Perangkat kemudian dikeringkan pada suhu kamar selama 30 menit.
Pengukuran dan Karakterisasi
Spektrum emisi fluoresensi dilakukan pada spektrometer Ocean Optik. Spektrum serapan sampel diukur dengan menggunakan spektrofotometer Shimadzu UV-2550. Untuk Cs Bi-doped2 SnCl6 spektrum reflektansi difus (R) diukur dengan spektrometer Ocean Optik, dan koefisien Abs diperoleh dengan menggunakan teori Kubelka–Munk (1 − R ) × (1 − R )/2R . Spektrum eksitasi dan spektroskopi PL yang diselesaikan dengan waktu (TRPL) telah diukur dengan spektrometer fluoresensi FLS920 Edinburgh. Morfologi QD diperoleh oleh mikroskop elektron transmisi (TEM) FEI Tecnai G2 Spirit TWIN yang beroperasi pada 100 kV. Pengukuran mikroskop elektron (SEM) dan spektroskopi sinar-X (EDX) dispersi energi telah dilakukan oleh Quanta 450 FEG. Pola difraksi sinar-X (XRD) perovskit dilakukan menggunakan difraktometer sinar-X Bruker D8 Advance (Cu Kα:λ = 1.5406 Å). PL QYs absolut dari sampel diperoleh dengan spektrometer fluoresensi (FLS920P, Edinburgh Instruments) yang dilengkapi dengan bola terintegrasi dengan permukaan bagian dalam yang dilapisi dengan BENFLEC. Kecerahan dan efisiensi telah diukur dengan sistem pengukuran electroluminescence ATA-1000 (Everfine in People’s Republic of China).
Hasil dan Diskusi
Cs bi-doped2 SnCl6 perovskit disintesis menurut pendekatan sebelumnya dengan sedikit modifikasi [33]. Spektrum Abs dan PL dari Bi-doped Cs2 SnCl6 disajikan pada Gambar. 1a. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1a, puncak Abs yang tajam di sekitar 375 nm dapat ditetapkan untuk transisi dari pita cacat (disebabkan oleh doping Bi) ke pita konduksi host minimum, yang sesuai dengan laporan sebelumnya [33]. Pola XRD juga menunjukkan pembentukan perovskit berbasis Sn (Gbr. 3a). Semua puncak difraksi cocok dengan Cs2 SnCl6 struktur kristal (ICSD #9023), dan tidak ada fase pengotor yang terdeteksi, yang sesuai dengan laporan sebelumnya [33]. Cs Bi-doped2 SnCl6 dapat tereksitasi oleh sinar UV (365 nm) dan menunjukkan cahaya biru terang dengan puncak emisi PL terletak pada 465 nm (Gbr. 1a). Lebar penuh pada setengah maksimum (FWHM) dari Cs Bi-doped2 SnCl6 adalah 65 nm, dan QY dari Bi-doped Cs2 SnCl6 mencapai 76%. Spektrum PL eksitasi (PLE) dari Bi-doped Cs2 SnCl6 telah diukur (terdeteksi pada 465 nm) dan ditunjukkan pada Gambar. 1a. Puncak lebar yang terletak pada 350 nm dapat diamati pada spektrum PLE dari Cs yang didoping-bida2 SnCl6 , yang sedikit bergeser dibandingkan dengan spektrum Abs. Variasi serupa diamati oleh laporan sebelumnya [33]. Selain itu, Cs Bi-doped ini2 SnCl6 menunjukkan stabilitas yang sangat baik. Setelah disinari selama 300 h dengan sinar UV, intensitas PL hampir konstan. Bubuk perovskit dapat mempertahankan QY-nya setelah terpapar udara selama 3 bulan (25 °C, kelembaban relatif 35–50%).
a Spektrum Abs, PL, dan PLE dari Cs yang didoping-bida2 SnCl6 QD. Inset adalah foto sampel di bawah eksitasi UV. b Spektrum Abs, PL, dan PLE dari CsPbCl yang didoping Mn3 QD. Sisipan adalah foto sampel di bawah eksitasi UV
CsPbCl yang didoping Mn3 QD disiapkan sesuai dengan proses yang telah ditetapkan dengan sedikit modifikasi [32]. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1b, puncak Abs di sekitar 400 nm diamati, yang ditetapkan untuk eksiton Abs dari CsPbCl3 . Di bawah sinar UV (365 nm), solusi QD menunjukkan emisi oranye terang (Gbr. 1b, inset). Dua puncak diamati dalam spektrum emisi PL, yang masing-masing berpusat pada 405 nm dan 595 nm (Gbr. 1b). Puncak pada 405 nm ditetapkan ke CsPbCl3 host, sedangkan pita emisi luas dengan FWHM sekitar 80 nm ditetapkan ke Mn
2+
emisi d-d [31, 34]. QY produk kami mencapai 52%, yang sebanding dengan laporan lain [32, 35, 36]. Spektrum PLE dari CsPbCl yang didoping Mn3 telah diukur (terdeteksi pada 595 nm) dan ditunjukkan pada Gambar. 1b. Spektrum PLE dari CsPbCl yang didoping Mn3 mengikuti spektrum Abs, yang menunjukkan bahwa puncak PL yang kuat dari emisi Mn berasal dari eksiton perovskit. QD yang disiapkan menunjukkan stabilitas yang sangat baik, yang dapat mempertahankan sifat emisinya di bawah atmosfer sekitar selama minimal 3 bulan (25 °C, kelembaban relatif 35–50%).
Masa pakai PL dari Bi-doped Cs2 SnCl6 dan CsPbCl yang didoping Mn3 diukur menggunakan TRPL. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2a, kurva peluruhan Cs yang didoping-Bi2 SnCl6 dipasang dengan baik oleh fungsi eksponensial dan masa pakainya adalah 375 ns, yang sesuai dengan laporan sebelumnya [33]. Sedangkan untuk CsPbCl yang didoping Mn3 QD, masa pakai lebih lama (1,7 ms), yang mendukung bahwa itu berasal dari transisi medan ligan spin-terlarang dari Mn
2+
ion [32].
a Peluruhan PL dan kurva pas dari Bi-doped Cs2 SnCl6 . b Peluruhan PL dan kurva pas CsPbCl yang didoping Mn3
Gambar 3b menunjukkan gambar SEM dari Cs Bi-doped2 SnCl6 perovskit. Cs Bi-doped bulat2 SnCl6 perovskit dengan diameter 53 nm dapat diamati. EDX dan gambar pemetaan lebih lanjut mengkonfirmasi keberadaan Bi di Cs2 SnCl6 (Gbr. 3j, c-f). Rasio Cs, Sn, Bi, dan Cl adalah 1:0.62:0.14:3, yang sesuai dengan laporan lainnya [33]. Gambar 3g menunjukkan gambar TEM dari CsPbCl yang didoping-Mn3 QD. Seperti dapat dilihat, CsPbCl yang didoping-Mn3 QDs menunjukkan morfologi kubik dengan ukuran rata-rata 12 nm. Seperti terlihat pada Gambar 3k, perbandingan Cs, Pb, Mn, dan Cl adalah 1:0.77:0.19:2.68. Gambar HRTEM menampilkan pinggiran kisi CsPbCl yang didoping-Mn3 QDs, yang menunjukkan jarak interplanar 3,67 Å, dan sangat cocok dengan jarak bidang (101) (Gbr. 3h). Pola SAED ditunjukkan pada Gambar. 4c. Kita dapat melihat bahwa QD memiliki struktur kristal tetragonal dengan bidang (101) dan (200) yang sesuai (Gbr. 3i) [31]. Pola XRD dari CsPbCl yang didoping-Mn3 QDs menunjukkan bahwa puncak difraksi sesuai dengan fase tetragonal, yang konsisten dengan hasil SAED.
a Pola XRD dari Cs Bi-doped2 SnCl6 dan CsPbCl yang didoping Mn3 QD, b gambar SEM dari Bi-doped Cs2 SnCl6 , c –f gambar pemetaan Cs Bi-doped2 SnCl6 , g Gambar TEM dari CsPbCl yang didoping Mn3 QD perovskit, h gambar mikroskop elektron transmisi (HRTEM) resolusi tinggi dari CsPbCl yang didoping-Mn3 QD, i pola difraksi elektron area terpilih (SAED) dari CsPbCl yang didoping-Mn3 , j spektrum EDX dan Cs Bi-doped2 SnCl6 , dan k spektrum EDX dari CsPbCl yang didoping Mn3
a Spektrum PL dari CsPbCl yang didoping Mn3 QDs pada konsentrasi yang berbeda. b Variasi koordinat warna CsPbCl yang didoping Mn3 QD pada konsentrasi yang berbeda
Untuk mendapatkan konsentrasi doping Mn yang optimal, puncak emisi dan variasi FWHM dianalisis dan ditunjukkan pada Gambar 4. Dapat dilihat dari Gambar 4a bahwa intensitas PL meningkat seiring dengan konsentrasi Mn
2+
meningkat dari 3,04 menjadi 6,45 mg/mL. Lebih meningkatkan Mn
2+
konsentrasi membuat intensitas PL menurun, yang disebabkan oleh efek self-Abs pada konsentrasi tinggi. Selama seluruh proses, posisi puncak PL dan FWHM tetap sama. Dengan kata lain, perubahan Mn
2+
konsentrasi tidak berpengaruh pada puncak emisi PL dan FWHM, yang juga diverifikasi oleh grafik koordinat warna (Gbr. 4b). Tidak peduli bagaimana konsentrasinya berubah, koordinat warna pada dasarnya dipertahankan pada (0,535, 0,460) (titik hitam). Oleh karena itu, konsentrasi 6,45 mg/mL diambil sebagai konsentrasi optimal.
WLED dibuat dengan melapisi Cs Bi-doped yang memancarkan biru2 SnCl6 bubuk dan CsPbCl terdoping Mn yang memancarkan warna oranye3 QD ke chip LED 365 nm yang tersedia secara komersial (Gbr. 5a). Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 5b, dua puncak yang jelas dapat dilihat dari spektrum EL dari WLED, yang dikaitkan dengan Bi-doped Cs2 SnCl6 dan CsPbCl yang didoping Mn3 . Kegigihan kedua puncak ini menunjukkan bahwa tidak ada pertukaran anion dan reaksi kimia lainnya yang terjadi dalam proses fabrikasi. Dalam cahaya putih terang dengan koordinat warna (0,334, 0,297), suhu warna berkorelasi 5311 K dapat diamati ketika WLED dioperasikan pada 15 mA (Gbr. 5b dan c). Efisiensi dan pencahayaan tertinggi dari WLED mencapai hingga 20.8 lm/W dan 78.000 cd m
−2
, masing-masing, yang sebanding dengan WLED berbasis chip UV lainnya [4, 37,38,39].
a Skema proses fabrikasi WLED; b spektrum electroluminescent (EL) dari WLED; c koordinat warna perangkat WLED, CsPbCl yang didoping Mn3 QD, dan Cs Bi-doped2 SnCl6。 (titik hitam di dalam lingkaran adalah koordinat warna putih dan tanda bintang mewakili perovskit biru dan oranye). Sisipannya adalah foto WLED
Spektrum emisi dari WLED yang dibuat dengan arus penggerak 5 mA-120 mA diberikan pada Gambar. 6a. Karakteristik rinci termasuk koordinat warna, CCT, dan CRI dari WLED yang dibuat seperti ditunjukkan pada Tabel 1. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 6a, intensitas EL dari kedua puncak meningkat secara bertahap seiring dengan meningkatnya arus dan tidak menunjukkan saturasi. Selain itu, tidak ada pergeseran posisi puncak yang jelas untuk spektrum EL yang terjadi di bawah arus injeksi yang berbeda. Koordinat warna spektrum PL ini ditunjukkan pada Gambar. 6b. Koordinat kromatisitas menunjukkan sedikit pergeseran (x < 0.02, y < 0.02) ke kiri dengan meningkatkan arus penggerak. Kita dapat mengamati bahwa intensitas EL dari Bi-doped Cs2 SnCl6 meningkat lebih cepat daripada CsPbCl yang didoping-Mn3 , yang dapat mengakibatkan koordinat kromatisitas bergerak ke kiri. Namun, variasi FWHM dan pergeseran puncak emisi juga menyebabkan koordinat kromatisitas bergerak. Seperti yang kita bahas di atas, puncak emisi tidak berubah dengan peningkatan arus. Karena FWHMnya yang luas, puncak emisi Cs yang didoping-Bi2 SnCl6 dan CsPbCl yang didoping Mn3 tumpang tindih, yang sulit untuk menganalisis variasi FWHM. Oleh karena itu, LED monokromatik telah dibuat untuk menganalisis setiap variasi FWHM. Gambar 6c dan d menunjukkan spektrum emisi Cs bi-doped2 SnCl6 dan CsPbCl yang didoping Mn3 LED, masing-masing. Dalam rentang arus lebar dari 5 hingga 120 mA, tidak terjadi pergeseran puncak emisi PL, yang sesuai dengan hasil WLED (Gbr. 6c dan d). Variasi FWHM dari LED berlapis di bawah arus yang berbeda ditunjukkan pada Gambar. 6e. Seperti yang dapat dilihat, FWHM dari Cs yang didoping-bida2 SnCl6 dan CsPbCl yang didoping Mn3 hampir konstan, menunjukkan bahwa variasi koordinat kromatisitas WLED hanya dihasilkan dari perubahan intensitas EL. Perbedaan variasi intensitas EL mungkin berasal dari stabilitas termal yang berbeda dari Bi-doped Cs2 SnCl6 dan CsPbCl yang didoping Mn3 , karena kenaikan arus dapat mengakibatkan suhu chip LED meningkat. Perubahan yang tidak signifikan ini dapat dikurangi lebih lanjut dengan mengadopsi struktur LED tipe jarak jauh. Selain itu, stabilitas operasi jangka panjang dapat diamati dari Gambar 6f. Setelah kerja terus menerus selama 300 h, intensitas EL dari kedua Cs yang didoping-biji2 SnCl6 dan CsPbCl yang didoping Mn3 ditolak kurang dari 10%. Sebenarnya, waktu paruh WLED adalah 3000 h, yang jauh lebih baik daripada perovskit yang mengandung I [15, 17, 18, 40]. Seperti dapat dilihat dari Tabel 2, setelah WLED yang disiapkan terus bekerja pada 15 mA lebih dari 50 h, intensitas PL turun menjadi 99% dari aslinya, yang jauh lebih baik daripada laporan lainnya [17, 18, 36, 40, 41,42,43,44]. Setelah bekerja 100 jam, intensitas PL hanya turun menjadi 97%.
a Spektrum PL perangkat WLED di bawah arus injeksi yang berbeda, b perubahan koordinat kromatisitas perangkat WLED di bawah arus injeksi yang berbeda, c Spektrum PL dari Bi-doped Cs2 SnCl6 Perangkat LED di bawah arus injeksi yang berbeda, d Spektrum PL dari CsPbCl yang didoping Mn3 Perangkat LED di bawah arus injeksi yang berbeda, e variasi FWHM dari Bi-doped Cs2 SnCl6 dan CsPbCl yang didoping Mn3 , f variasi intensitas PL diukur pada interval waktu kerja yang berbeda
Saat ini, heterojungsi perovskit telah diadopsi untuk meningkatkan sifat fisik perovskit [45, 46]. Biasanya, heterojungsi ini dapat mengintegrasikan manfaat dari kedua bahan, seperti heterostruktur massal perovskit-polimer, struktur cangkang inti-PbS perovskit, dan bahan komposit Au atau Ag perovskit-plasmonik [47,48,49], yang dapat meningkatkan efisiensi. Namun, karena stabilitas perovskit yang buruk, sulit untuk merancang dan membuat heterojungsi. Selain itu, heterojungsi perovskit ini mungkin tidak stabil dibandingkan dengan perovskit murni.
Kesimpulan
Sebagai kesimpulan, kami telah menggabungkan Cs yang didoping bismut memancarkan biru berkualitas tinggi2 SnCl6 perovskit dengan CsPbCl yang didoping-Mn memancarkan jingga3 QD untuk membuat WLED. Karena mereka semua mengandung anion Cl yang sama, reaksi pertukaran anion dapat dihindari. Selain itu, CsPbCl yang didoping-Mn memancarkan oranye3 QD menunjukkan stabilitas yang lebih baik dibandingkan dengan rekan yang mengandung yodium. WLED dengan koordinat warna (0,334, 0,297) diperoleh dengan menyetel rasionya. Selain itu, WLED menunjukkan stabilitas operasi jangka panjang yang sangat baik, yang sejauh ini, menurut pengetahuan kami, adalah yang paling stabil di antara WLED berbasis perovskit. Kami yakin temuan kami akan membuka jalan baru untuk eksplorasi WLED berbasis perovskit baru yang bebas timah.
