Nowadays display industries are focusing on the development of high efficiency and low cost display materials. Hybrid perovskite is emerging a material as new generation material for light emitting diodes (LED) because of their low cost, simple band gap tuning, excellent charge carrier mobility and easy processing at low temperature. It was reported that solution processing is appropriate method for the synthesis of uniform perovskite morphology, which is beneficial for better electro-luminance efficiency of PeLED. In addition structure and band diagram in PeLED play an important role in the efficiency of PeLED. However, optimization of the same is still lacking.
In this work we have fabricated a uniform methyl-ammonium lead bromide (MAPbBr3) perovskite films by dripping chlorobenzene during spin coating. Dripping process induced rapid crystallization and suppressed grain growth. Scanning Electron Microscopy (SEM) images indicate that dense and uniform perovskite film morphology is obtained by optimizing spin coating rate and annealing time.
Moreover we have used Bathocuproine (BCP) additive (in dripping solvent) as electron transport layer (ETL) to fabricate perovskite films with small grain size (56 nm). With additive, high efficiency of PeLED device (1,695 $cd/m^2$) is achieved with a high current efficiency (CE) of 0.87 cd/A as compared to PeLED device without additive (0.44 cd/A).
최근에 디스플레이 산업은 효율향상을 통한 소비전력저감과 디스플레이 재료비 절감에 초점을 맞추고 있다. 하이브리드 페로브스카이트는 저렴한 재료비, 밴드갭 조절가능, 우수한 전하이동도, 저온에서 용액공정이 가능하다는 장점을 통하여 차세대 디스플레이 재료로 주목 받고 있다.
용액공정은 균일한 페로브스카이트 모폴로지를 형성하기에 적절한 방법으로 페로브스카이트 발광다이오드의 효율향상에 유리한 것으로 보고 되었다. 게다가 페로브스카이트 발광다이오드의 구조와 에너지 밴드는 효율과 밀접한 관련이 있다. 그러나 최적화 작업은 아직 부족하다.
본 연구에서는 스핀코팅 중에 클로로벤젠을 떨어뜨려 빠른 결정화를 유도하고, 결정입자의 성장을 억제하여 균일한 페로브스카이트 필름을 제조하였다. 스핀코팅속도와 열처리 시간을 최적화하여 조밀하고 균일한 페로브스카이트 필름을 형성된 것을 주사전자현미경으로 확인하였다. 또한, 전자수송층으로 사용하는 Bathocuproine을 페로브스카이트 필름 형성과정에 첨가하여 작은 결정입자의 페로브스카이트를 제조하였다. 첨가제가 없는 것은 0.44 효율을 보였고, 첨가제가 들어간 경우 효율이 2배 향상된 0.87 cd/A 를 달성하였다.
