量子点光电子器件在照明、激光和光伏领域具有关键作用,但其性能受限于纳米晶氧化物电子注入层(EIL)的n型特性不足。
浙江大学林星和彭笑刚等人通过一种简单的还原处理方法,开发了一种高n型掺杂的纳米晶EIL,其电子电导率提高了1000倍,并增强了空穴阻挡能力。由此制备的量子点发光二极管(QLED)在亚带隙驱动下表现出优异的效率和超高亮度,超越当前基准至少2.6倍,且仅需适度偏压即可达到量子点激光二极管的水平。
这一突破使白光QLED超越了美国能源部2035年通用照明目标(目前占全球电力消耗的15%)。本研究为理解和优化纳米晶半导体载流子传输提供了新思路,适用于多种溶液加工光电器件。
文章亮点总结
高导电性电子注入层:通过原位还原处理,将ZnMgO纳米晶EIL的电子电导率提升1000倍,实现欧姆传输和高效空穴阻挡,显著改善QLED性能。
超高亮度与效率:亚带隙驱动的QLED亮度达到现有技术的2.6倍以上,峰值效率接近90%,满足通用照明的高标准需求。
超越2035能源目标:白光QLED的光效达168-181 lm/W,色显指数超过90,提前实现美国能源部2035年技术指标。
Zheng, Y., Lin, X., Li, J. et al. In situ n-doped nanocrystalline electron-injection-layer for general-lighting quantum-dot LEDs. Nat Commun 16, 3362 (2025).
https://doi.org/10.1038/s41467-025-58471-5