最近,有机光电课题组苗艳勤副教授&新能源材料设计与表征组赵敏副教授在Ti3C2Tx-MXene纳米片增强OLEDs性能的研究成果,发表在国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》上(一区TOP期刊,影响因子16.744)。
该工作可控合成了片径为1~2 um的Ti3C2Tx-MXene纳米片,研究了紫外-臭氧处理对Ti3C2Tx-MXene纳米片薄膜功函数、导电性等光电性能和成膜性的影响。研究发现,经10 min紫外-臭氧处理后,Ti3C2Tx-MXene纳米片薄膜的功函数从4.04eV调整到5.14 eV,很好地匹配到ITO阳极;紫外臭氧处理的Ti3C2Tx-MXene纳米片具有更好的透光率(高于PEDOT:PSS),有利于光的耦合输出;紫外-臭氧处理后的Ti3C2Tx-MXene纳米片薄膜表面粗糙度显著降低,薄膜更加均匀平整。上述研究证明了其作为空穴注入层有可行性和优势。
紫外-臭氧处理的Ti3C2Tx-MXene纳米片空穴注入层器件结构及空穴注入机制
采用紫外-臭氧处理的Ti3C2Tx-MXene纳米片取代PEDOT:PSS作为空穴注入层,制备了绿色、蓝色和红色OLEDs,对应器件EQE达到20.34%(绿色)、22.07%(蓝色)和21.90%(红色),高于对应PEDOT:PSS基参考器件。统计了16个绿光器件的电流效率,分布在68~73cd/A,表现出很好的重复性;且与PEDOT:PSS器件相比,经24h老化后,紫外-臭氧处理的Ti3C2Tx-MXene纳米片器件展现出显著更高的亮度,证明了Ti3C2Tx-MXene纳米片器件高的稳定性。
合适的功函数、高透射率、高载流子迁移率和良好的成膜性是Ti3C2Tx-MXene纳米片基器件实现高性能的主要原因。本工作证明了Ti3C2Tx-MXene纳米片在OLEDs中的巨大应用潜力,为溶液法制备OLEDs用高性能空穴注入材料的开发开辟了新的途径。更重要的是,溶液处理的Ti3C2Tx-MXene纳米片也可以用于其它柔性电子器件中,具有重要意义。
论文题目为“UV-ozone treated Ti3C2Tx-MXene nanosheets as hole injection layer for organic light-emitting diodes”。论文第一作者是新材料界面科学与工程教育部重点实验室硕士研究生卢琦晴,论文通讯作者为新材料界面科学与工程教育部重点实验室苗艳勤副教授和赵敏副教授。
文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894722039213