Dioda pemancar cahaya perovskit luminance tinggi dengan pelarut alkohol polaritas tinggi yang memperlakukan PEDOT:PSS sebagai lapisan transport lubang

Abstrak

Latar Belakang

Perovskite light-emitting diodes (PeLEDs) dibuat dengan struktur indium tin oxide (ITO)/poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS)/CH₃ NH₃ PbBr₃ (MAPbBr₃ )/1,3,5-tris(2-T -fenilbenzimidazolil) benzena (TPBi)/Ag. PEDOT:Film PSS yang diolah dengan alkohol termasuk metanol, etanol, dan isopropanol digunakan untuk mewujudkan PeLED performa tinggi. Diantaranya, dengan menggunakan film PEDOT:PSS yang diolah dengan metanol sebagai lapisan transport lubang, PeLED dengan luminance maksimum 2075 cd m⁻² dan efisiensi arus maksimum 0,38 cd A⁻¹ tercapai. Sementara itu, hasil menunjukkan bahwa luminansi PeLEDs meningkat dengan polaritas pelarut alkohol. Konduktivitas film PEDOT:PSS dan kristalisasi film perovskit dianalisis untuk mendapatkan penerangan mendalam tentang pengaruh perlakuan pelarut alkohol pada kinerja perangkat. Juga ditemukan bahwa perawatan tidak hanya membawa peningkatan kemampuan injeksi lubang tetapi juga kristalisasi perovskit yang ditingkatkan secara signifikan. Pekerjaan ini menunjukkan bahwa pendirian kami menghadirkan metode sederhana dan efektif untuk meningkatkan kinerja perangkat PeLEDs.

Latar Belakang

Bahan perovskit hibrida organik-anorganik telah menarik minat penelitian yang sangat besar karena sifatnya yang sangat baik. Sifat-sifat ini termasuk biaya bahan yang rendah, kompatibel dengan pemrosesan solusi, mobilitas pembawa yang unggul, dan celah pita optik yang dapat disetel [1,2,3,4,5]. Pada saat yang sama, bahan perovskit memiliki lebar penuh yang sempit pada setengah maksimum (FWHM) dan hasil kuantum fotoluminesensi tinggi (PLQY) [6,7,8,9]. Karakter ini membuat bahan perovskit menjadi kandidat yang menjanjikan untuk tampilan informasi dan sumber pencahayaan solid-state dibandingkan dengan dioda pemancar cahaya organik [10, 11] dan menyediakan premis untuk fabrikasi berbiaya rendah dan roll-to-roll. Pada tahun 2014, Friend dan rekan kerja pertama kali melaporkan perovskite light-emitting diode (PeLED) baru berdasarkan perovskit organometal halida pemrosesan larutan dengan struktur sandwich. Dalam PeLED hijau, pencahayaan maksimum 364 cd m⁻² dan efisiensi kuantum eksternal maksimum (EQE) sebesar 0,1% diperoleh [12]. Sejak itu, banyak pekerjaan penting telah dilakukan untuk mempelajari PeLEDs. Pada tahun 2015, Tae-Woo Lee dan rekan kerja meningkatkan efisiensi (CE) PeLED saat ini menjadi 42,9 cd A⁻¹ dengan meningkatkan proporsi metilamonium bromida dalam larutan prekursor perovskit dan menggunakan metode proses pinning nanokristalin pada proses spin-coating perovskite [13]. Pada tahun 2016, Jianpu Wang dan rekan kerja melaporkan PeLEDs berdasarkan beberapa sumur kuantum yang terorganisir sendiri, dan mereka mencapai EQE yang sangat tinggi hingga 11,7% [14]. Pada tahun 2017, Chih-Jen Shih dan rekan kerja membuat PeLEDs dengan PLQY tinggi hingga 92% dengan menambahkan senyawa konstan dielektrik rendah, poli(metil metakrilat) (PMMA), ke dalam larutan koloid perovskit [15]. Karya-karya sebelumnya ini menunjukkan bahwa PeLED memiliki potensi pengembangan yang besar dalam aspek kinerja tinggi.

Seperti diketahui, struktur perangkat PeLED yang sering digunakan adalah anoda (pada substrat transparan, yaitu arah keluaran cahaya)/lapisan pengangkut lubang (HTL)/lapisan emisi perovskit (EML)/lapisan transpor elektron (ETL)/katoda [16 ,17,18,19]. Dalam struktur ini, poli(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) adalah material pengangkut lubang yang paling umum karena transparansinya yang tinggi dalam rentang yang terlihat (380–760 nm) dan kompatibel dengan pemrosesan larutan [20, 21]. Namun, kemampuan injeksi lubang dari lapisan PEDOT:PSS ke EML rendah. Alasan utama untuk ini adalah bahwa ada penghalang injeksi lubang tinggi dari lapisan PEDOT:PSS murni ke EML, yang disebabkan oleh orbital molekul terisi tertinggi (HOMO) dari lapisan PEDOT:PSS (5,2 eV) jauh lebih dangkal daripada HOMO dari lapisan perovskit (5.6–5.9 eV) [20,21,22]. Penghalang injeksi lubang tinggi (0,4–0,7 eV) ini menghambat injeksi lubang ke EML secara efisien, sehingga menyebabkan ketidakseimbangan pembawa muatan di EML.

Untuk mengatasi masalah ini, banyak upaya telah dilakukan untuk mengurangi penghalang injeksi lubang dari lapisan PEDOT:PSS ke EML. Misalnya, Tae-Woo Lee dan rekan kerja menggabungkan PEDOT:PSS dengan perfluorinated ionomer (PFI) sebagai buffer HTL yang terorganisir sendiri [13, 23]. HOMO buffer HTL (nilai absolut) meningkat secara bertahap dari permukaan bawah (5,2 eV) ke permukaan atas (5,95 eV). Peningkatan bertahap tingkat HOMO ini dapat memfasilitasi injeksi lubang ke CH₃ NH₃ PbBr₃ (MAPbBr₃ ) lebih efisien daripada film PEDOT:PSS murni. Dalam PeLED hijau dengan buffer HTL, pencahayaan maksimum 417 cd m⁻² tercapai. Da Bin Kim dan rekan kerja menggabungkan PEDOT:PSS dengan MoO₃ (PEDOT:MoO₃ ) sebagai HTL komposit untuk mengurangi penghalang injeksi lubang [24]. Bila jumlah MoO₃ bubuk dalam larutan dispersi PEDOT:PSS adalah 0,7 berat, HOMO dari PEDOT:MoO₃ lapisan komposit meningkat dari 5,15 menjadi 5,31 eV. Tapi penambahan MoO yang berlebihan₃ bubuk ke dalam larutan PEDOT:PSS akan menurunkan efisiensi perangkat, yang mungkin disebabkan oleh morfologi MAPbBr yang tidak seragam₃ film yang disebabkan oleh MoO yang berlebihan₃ . Meskipun metode ini dapat mengurangi penghalang injeksi lubang, semuanya menggunakan bahan baru dalam larutan PEDOT:PSS, yang tidak konduktif untuk fabrikasi industri skala besar. Oleh karena itu, ada kebutuhan mendesak untuk mengembangkan metode yang lebih nyaman.

Dalam karya ini, PeLEDs luminance tinggi dengan MAPbBr₃ karena EML dibuat dengan pelarut alkohol pelapis spin pada film PEDOT:PSS sebelum perawatan anil. Dengan menganalisis karakteristik metanol (MeOH), etanol (EtOH), dan isopropanol (IPA), diketahui bahwa polaritas pelarut alkohol merupakan faktor yang dominan untuk peningkatan kinerja PeLEDs. Alkohol dengan polaritas tinggi dapat memperkenalkan efek penyaringan antara PEDOT bermuatan positif dan PSS bermuatan negatif, sehingga mereka dapat menghilangkan beberapa PSS isolator dari PEDOT:PSS selama proses spin-coating [20]. Hasilnya, kemampuan injeksi lubang dari PEDOT:PSS ke film perovskite meningkat secara dramatis. Sementara itu, setelah diolah dengan alkohol dengan polaritas tinggi, terdapat film PEDOT:PSS yang lebih halus, yang dapat membantu mendapatkan butiran perovskit yang lebih kecil dan cakupan perovskit yang lebih baik dengan meningkatkan energi permukaan film PEDOT:PSS [25]. Jadi MeOH dengan polaritas tertinggi dapat sangat meningkatkan pencahayaan maksimum PeLED dari 261 menjadi 2075 cd m⁻² , dan CE maksimum dari 0,1 hingga 0,38 cd A⁻¹ .

Metode

Sifat pelarut alkohol yang digunakan dalam makalah ini disajikan pada Tabel 1. Struktur perangkat PeLEDs dan proses operasi eksperimental ditunjukkan pada Gambar. 1. Struktur perangkat adalah indium tin oxide (ITO)/PEDOT:PSS/MAPbBr₃ (70 nm)/1,3,5-tris(2-T -fenilbenzimidazolil) benzena (TPBi) (40 nm)/Ag (100 nm). Dalam struktur perangkat ini, ITO dan Ag masing-masing digunakan sebagai anoda dan katoda, sedangkan PEDOT:PSS, MAPbBr₃ , dan TPBi masing-masing digunakan sebagai HTL, EML, dan ETL. Substrat ITO dengan ketahanan lembaran 15 Ω/sq. berturut-turut dibersihkan dengan larutan deterjen air, pelarut aseton, air deionisasi, dan pelarut IPA dalam penangas ultrasonik masing-masing selama 15 menit. Setelah dikeringkan dalam oven, substrat ITO yang telah dibersihkan ini diolah dengan plasma oksigen selama 15 menit. Kemudian, PEDOT:PSS spin-coated pada 5000 rpm selama 60 dtk pada substrat ITO. Untuk sampel kontrol, substrat PEDOT:PSS/ITO dianil pada 120 °C selama 20 menit secara langsung tanpa perlakuan apa pun. Untuk sampel eksperimen, MeOH, EtOH, dan IPA dilapisi spin pada substrat PEDOT:PSS/ITO pada 5000 rpm selama 30 s, masing-masing; kemudian, substrat ini dianil pada 120 °C selama 20 menit. Setelah itu, semua substrat tersebut dipindahkan ke dalam kotak sarung tangan nitrogen. MAPbBr₃ larutan dalam DMF (5 wt%) dilapisi spin pada substrat PEDOT:PSS/ITO dengan dua langkah (masing-masing 500 dan 3000 rpm selama 20 dan 60 d). Selama proses spin-coating, 400-μL klorobenzena (CB) dijatuhkan ke sampel ini pada hitungan mundur ke-40 detik. Kemudian, semua sampel ini dianil pada 100 °C selama 10 menit. TPBi sekitar 40 nm diuapkan di atas film perovskit, diikuti oleh pengendapan Ag sekitar 100 nm oleh deposisi termal dalam kondisi vakum tinggi. Area tumpang tindih antara anoda ITO dan katoda Ag adalah 0,2 cm² , yang merupakan area emisi aktif PeLEDs.

a Struktur perangkat PeLEDs. b Proses pelarut alkohol spin coating pada PEDOT:film PSS

Karakterisasi Perangkat

Densitas-tegangan-luminansi arus (J-V-L ) karakteristik diuji dengan sumber Keithley 4200. Spektrum Electroluminescence (EL) dari PeLEDs diuji dengan spektrofotometer OPT-2000. Pengukuran perangkat dilakukan di udara tanpa enkapsulasi. Konduktivitas diukur dengan teknik probe empat titik dengan Sistem Pengukuran Efek Hall (Suzhou Telecommunications Instrument Factory, SX 1934 (SZ-82)). Ketebalan film diukur dengan profiler permukaan langkah. Morfologi permukaan film PEDOT:PSS dan MAPbBr₃ film dicirikan oleh mikroskop kekuatan atom (AFM; AFM 5500, Agilent, Tapping Mode, Chengdu, China). Kristalisasi MAPbBr₃ film diselidiki dengan memindai mikroskop elektron (SEM; JEOL JSM-7100F). Struktur kristal dikarakterisasi dengan difraksi sinar-X (XRD; X’Pert PRO, PANalytical, Cu Kα radiasi λ = 0.154056 nm, 40 kV, dan 40 mA). Spektrum photoluminescence (TRPL) yang diselesaikan dengan waktu direkam oleh sistem penghitungan foton tunggal berkorelasi waktu (FL-TCSPC, Horiba Jobin Yvon) dengan 368 nm picosecond (10⁻¹² s) laser berdenyut. Statistik parameter luminescent yang diperoleh untuk PeLED tersedia di File tambahan 1:Gambar S1 yang konsisten dengan Distribusi Gaussian, menunjukkan bahwa hasilnya signifikan secara statistik dan dapat direproduksi, memberikan bukti kuat dari diskusi.

Hasil dan Diskusi

Kinerja PeLED

Gambar 2 menunjukkan kinerja perangkat dengan dan tanpa alkohol yang menangani film PEDOT:PSS. Dan parameter PeLED, termasuk pencahayaan maksimum (L _maks ) dan CE maksimum (CE_maks ) diringkas dalam Tabel 2. Perangkat kontrol tanpa perlakuan pelarut alkohol menunjukkan L _maks rata-rata 261 cd m⁻² dan CE_maks rata-rata 0,10 cd A⁻¹ . Dibandingkan dengan perangkat yang tidak dirawat, L . yang lebih tinggi _maks rata-rata 2075 cd m⁻² dicapai untuk perangkat yang diberi perlakuan MeOH dengan CE_maks rata-rata 0,38 cd A⁻¹ . Perangkat yang diberi perlakuan EtOH memiliki L _maks rata-rata 1166 cd m⁻² dan CE_maks rata-rata 0,16 cd A⁻¹ , dan perangkat yang dirawat dengan IPA memiliki L _maks rata-rata 863 cd m⁻² dan CE_maks rata-rata 0,22 cd A⁻¹ . Jelas, L _maks PeLEDs meningkat dengan meningkatnya polaritas pelarut alkohol. Kami menduga bahwa peningkatan kinerja perangkat mungkin disebabkan oleh dua alasan. Salah satunya adalah bahwa perawatan pelarut alkohol dapat memfasilitasi injeksi lubang ke EML, dan yang lainnya adalah bahwa perawatan pelarut alkohol dapat meningkatkan kristalisasi MAPbBr₃ . Akibatnya, rekombinasi radiasi excitons ditingkatkan. Untuk memverifikasi postulat di atas, perubahan pada film PEDOT:PSS dan MAPbBr₃ film dianalisis di bawah ini.

Kinerja perangkat PeLEDs. a Tegangan pencahayaan (L-V ) kurva. b Tegangan rapat arus (J-V ) kurva. c Tegangan efisiensi arus (CE-V ) kurva. d Spektrum EL yang dinormalisasi dan foto-foto PeLEDs

Kami juga memeriksa karakteristik EL dari PeLEDs. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2d, pada tegangan 5,5 V, puncak emisi EL dari semua perangkat berpusat pada 532 nm dengan FWHM sekitar 27 nm. Sementara itu, foto-foto luminescent PeLED diuji pada 6,0 V. Tidak ada puncak emisi tambahan dalam spektrum EL, yang menunjukkan bahwa emisi PeLED ini berasal dari MAPbBr₃ saja.

Karakterisasi PEDOT:Film PSS

Untuk mengilustrasikan pengaruh perlakuan pelarut alkohol pada film PEDOT:PSS, konduktivitas film PEDOT:PSS diukur dengan instrumen probe 4 titik. Nilai konduktivitas bersama dengan film PEDOT:PSS murni dan setelah perawatan film ditunjukkan pada Tabel 3. Seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1 dan 3, konduktivitas film PEDOT:PSS meningkat dengan peningkatan polaritas pelarut alkohol. Mengingat kecenderungan ini, dibandingkan dengan 0,1 S cm⁻¹ untuk film PEDOT:PSS murni, nilai konduktivitas rata-rata untuk film PEDOT:PSS yang diolah dengan IPA dan EtOH adalah 230,2 dan 327,5 S cm⁻¹ , masing-masing. Dan untuk film dengan perlakuan MeOH, konduktivitas rata-rata 605,0 S cm⁻¹ dapat dicapai. Telah diketahui bahwa interaksi Coulomb antara PEDOT bermuatan positif dan PSS bermuatan negatif dapat direduksi dengan pelarut polar [20]. Oleh karena itu, alkohol dengan polaritas yang lebih tinggi bertanggung jawab untuk efek penyaringan yang lebih kuat antara PEDOT dan PSS, sehingga lebih banyak jumlah PSS yang dihilangkan dengan alkohol selama proses spin-coating. Akibatnya, ketebalan film PEDOT:PSS yang dirawat menurun, dan tingkat penurunan ketebalan film bervariasi dengan polaritas pelarut alkohol yang digunakan. Seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3, ketebalan film adalah 40 nm untuk lapisan PEDOT:PSS yang tidak diberi perlakuan, masing-masing 27, 32, dan 35 nm untuk film PEDOT:PSS yang diolah dengan MeOH, yang diolah dengan EtOH, dan yang diberi perlakuan IPA.

Untuk lebih mengkarakterisasi kemampuan injeksi lubang film PEDOT:PSS setelah perlakuan pelarut alkohol, perangkat lubang-saja dengan struktur ITO/PEDOT:PSS/MAPbBr₃ (70 nm)/MoO₃ (30 nm)/Ag (100 nm) dibuat dan diukur rapat arus lubang, yang ditunjukkan pada Gambar. 3. Jelaslah bahwa perangkat yang diberi perlakuan MeOH memiliki rapat arus tertinggi daripada perangkat kontrol, EtOH- dan IPA- perangkat yang dirawat, menunjukkan bahwa semakin tinggi polaritas pelarut, semakin besar kemampuan injeksi lubang dari lapisan PEDOT:PSS ke EML.

Kerapatan arus versus kurva tegangan (CD-V) dari PeLEDs lubang saja dengan dan tanpa perawatan pelarut alkohol

Pengukuran AFM dilakukan untuk mengetahui perubahan morfologi permukaan film PEDOT:PSS. Gambar 4 menunjukkan gambar topografi film PEDOT:PSS yang murni dan dirawat pada substrat ITO. Kekasaran akar rata-rata kuadrat (RMS) film menurun dari 2,53 nm untuk film PEDOT:PSS murni menjadi 0,90, 1,85, dan 1,97 nm untuk film PEDOT:PSS yang diolah dengan MeOH, yang diberi perlakuan EtOH, dan yang diberi perlakuan IPA. Dapat dilihat bahwa morfologi film PEDOT:PSS yang diberi perlakuan lebih seragam daripada film PEDOT:PSS murni, dan film yang diberi perlakuan MeOH memiliki keseragaman optimal yang paling baik daripada film yang diolah dengan EtOH dan IPA.

Gambar morfologi AFM dari film PEDOT:PSS:a murni PEDOT:PSS dan b –d diperlakukan dengan MeOH, EtOH, dan IPA, masing-masing

Karakterisasi MAPbBr₃ Film

Untuk menyelidiki pengaruh perlakuan alkohol yang berbeda pada MAPbBr₃ film, morfologi dan kristalisasi MAPbBr₃ dipelajari secara sistematis. Gambar AFM dari MAPbBr₃ film berdasarkan PEDOT:PSS film yang diolah dengan berbagai pelarut alkohol ditunjukkan pada Gambar. 5. Untuk MAPbBr₃ film berdasarkan film PEDOT:PSS murni, kekasaran RMS adalah 46,2 nm. Dan kekasaran RMS MAPbBr₃ film berkurang menjadi 38,2, 38,7, dan 39,5 nm untuk film PEDOT:PSS yang diolah dengan MeOH, yang diberi perlakuan EtOH, dan yang diberi perlakuan IPA. Terlihat bahwa penurunan kekasaran RMS pada MAPbBr₃ film dapat menghaluskan MAPbBr₃ film. Dan kekasaran RMS MAPbBr₃ film menurun saat polaritas alkohol meningkat, yang konsisten dengan variasi kekasaran RMS film PEDOT:PSS.

Gambar morfologi AFM MAPbBr₃ film:a berdasarkan film PEDOT:PSS murni dan b –d berdasarkan film PEDOE:PSS yang masing-masing diberi MeOH, EtOH, dan IPA

Untuk mengkonfirmasi lebih lanjut ukuran butir dan cakupan MAPbBr₃ film, mikroskop elektron pemindaian tampilan atas (SEM) digunakan, dan mikrograf ditunjukkan pada Gambar. 6. Jelas, MAPbBr₃ film berdasarkan MeOH-treated PEDOT:PSS film memiliki ukuran butir terkecil dan cakupan terbaik. Ukuran butir rata-rata diperkirakan oleh Image J (perangkat lunak pengolah pencitraan) menggunakan mikrograf SEM. Ukuran butir rata-rata MAPbBr₃ penurunan dari 328,0 nm untuk MAPbBr₃ berdasarkan film PEDOT:PSS murni hingga 232,0, 252,9, dan 272,8 nm berdasarkan perlakuan MeOH, perlakuan EtOH, dan perlakuan IPA PEDOT:PSS, masing-masing. Dan MAPbBr₃ cakupan meningkat dari 24,95 menjadi 37,34% untuk perlakuan MeOH, 33,0% untuk perlakuan EtOH, dan 28% untuk perlakuan IPA. Selain itu, ada banyak butiran kecil di sekitar butiran besar pada kelompok MeOH dan kelompok EtOH, tetapi sedikit pada kelompok IPA dan kelompok kontrol. Alasan untuk fenomena ini mungkin karena pertumbuhan MAPbBr yang lebih besar₃ biji-bijian dengan mengorbankan biji-bijian yang lebih kecil dicegah. Dan alasan untuk efek perlambatan ini adalah bahwa energi permukaan film PEDOT:PSS meningkat, di mana MAPbBr₃ biji-bijian tumbuh. Semakin seragam film PEDOT:PSS, semakin besar kelengkungan, yang bertanggung jawab untuk energi permukaan yang lebih besar [25]. Dapat ditunjukkan bahwa pengenalan pelarut alkohol dengan polaritas tinggi akan meningkatkan energi permukaan film PEDOT:PSS dengan membentuk film yang lebih seragam, sehingga mengurangi kemungkinan ablasi butiran kecil atau butiran besar tumbuh lebih besar. Fenomena ini sangat konsisten dengan pertumbuhan kristal sebagai Ostwald pematangan dan dapat dengan mudah diamati dalam kasus bahan titik kuantum [25, 26]. Dari analisis di atas, kita dapat melihat bahwa metode perlakuan pelarut alkohol pada film PEDOT:PSS meningkatkan kristalisasi MAPbBr₃ .

Gambar SEM tampilan atas MAPbBr₃ film:a berdasarkan film PEDOT:PSS murni dan b –d berdasarkan film PEDOT:PSS yang masing-masing diberi MeOH, EtOH, dan IPA

Struktur kristal MAPbBr₃ film dianalisis dengan mengukur pola difraksi sinar-X (XRD), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7a. Film memiliki dua puncak difraksi yang kuat dan tajam pada 14,602^o dan 29,845^o , sesuai dengan (100) dan (200) pesawat, masing-masing. Kedua puncak difraksi ini sesuai dengan laporan sebelumnya [27, 28], yang menunjukkan bahwa MAPbBr₃ kristal sangat berorientasi dengan fase kristal kubik yang baik. Untuk menganalisis ukuran kristal perovskit, kita dapat menggunakan Persamaan Scherrer sebagai berikut:

$$ L=\frac{K\lambda}{B\cos \theta } $$ (1)

dimana L (nm) mewakili ukuran kristal, K (0,89, spherical) mewakili konstanta Scherrer, λ (0,154056 nm) mewakili panjang gelombang sinar-X, B (rad) mewakili lebar penuh pada setengah maksimum puncak XRD, dan θ (rad) mewakili sudut sinar-X. Menggunakan Persamaan. (1), kami menghitung ukuran kristal perovskit menjadi 32,5 ± 0,8 nm. Dengan perubahan pelarut alkohol, variasi ukuran kristal dapat diabaikan. Hal ini membuktikan bahwa struktur kristal MAPbBr₃ tidak berubah setelah perawatan pelarut alkohol. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 7b, kurva peluruhan TRPL dari MAPbBr₃ film berdasarkan film PEDOT:PSS dengan dan tanpa perlakuan MeOH telah direkam. Kurva peluruhan PL dijelaskan dengan baik oleh fungsi peluruhan bi-eksponensial, yang berisi peluruhan lambat dan peluruhan cepat. Peluruhan cepat terkait dengan rekombinasi berbantuan perangkap (yaitu, rekombinasi non-radiatif), dan peluruhan yang lebih rendah terkait dengan rekombinasi radiasi [3, 29]. Saat menggunakan MeOH untuk merawat film PEDOT:PSS, umur eksiton PL berkurang, menunjukkan bahwa dalam kondisi komposisi dan struktur kristal MAPbBr₃ yang tidak berubah , efisiensi rekombinasi radiasi meningkat. Dari pembahasan di atas, terlihat bahwa perlakuan pelarut alkohol pada film PEDOT:PSS dapat memanipulasi ukuran butir dan cakupan film perovskit, yang memiliki korelasi yang jelas antara morfologi film PEDOT:PSS dan kristalisasi perovskit.

a Gambar XRD dari MAPbBr₃ film dan b masa pakai PL yang diselesaikan dengan waktu dari MAPbBr₃ film pada film PEDOT:PSS dengan dan tanpa perlakuan MeOH

Kesimpulan

Kesimpulannya, perlakuan pelarut alkohol pada film PEDOT:PSS telah diusulkan untuk meningkatkan luminansi PeLEDs. Dibandingkan dengan EtOH dan IPA, pelarut MeOH adalah yang paling tepat untuk meningkatkan kinerja PeLED, menghasilkan L _maks dari 2075 cd m⁻² dan CE_maks dari 0,38 cd A⁻¹ . Peningkatan pencahayaan dapat dikaitkan dengan efek sinergis dari perawatan pelarut alkohol. Di satu sisi, semakin tinggi polaritas pelarut alkohol, semakin banyak jumlah PSS yang diambil dalam proses spin-coating pelarut alkohol pada substrat PEDOT:PSS/ITO. Ini akan menghasilkan konduktivitas yang lebih tinggi dari film PEDOT:PSS yang dirawat, dan lebih banyak lubang dapat disuntikkan ke lapisan aktif perovskit. Di sisi lain, semakin tinggi polaritas alkohol, semakin besar energi permukaan film PEDOT:PSS, yang disebabkan oleh permukaannya yang lebih seragam. Energi permukaan yang meningkat dapat menahan pematangan Ostwald dan mendorong untuk menumbuhkan butir perovskit yang lebih kecil dan cakupan yang lebih baik, menghasilkan rekombinasi radiasi yang efisien. Hal ini menunjukkan bahwa perlakuan pelarut alkohol dapat menjadi metode yang berharga untuk meningkatkan dasar kinerja PeLED, yang akan diterapkan secara luas dalam produksi komersial di masa mendatang.