引言

鈣鈦礦發(fā)光二極管（Perovskite Light - Emitting Diodes，PeLED）作為一種新興的顯示與照明技術(shù)，憑借其高發(fā)光效率、低成本、可溶液加工等諸多優(yōu)勢，在近年來引起了科研界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。然而，PeLED的壽命問題一直是制約其大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵瓶頸。界面缺陷和非理想界面接觸引發(fā)的非輻射復(fù)合，以及外界水汽入侵導(dǎo)致的材料降解，是影響PeLED壽命的兩大主要因素。因此，界面鈍化與封裝防潮技術(shù)成為優(yōu)化PeLED壽命的關(guān)鍵所在。

界面鈍化技術(shù)：抑制非輻射復(fù)合

界面缺陷的來源與影響

在PeLED中，鈣鈦礦層與電子傳輸層（ETL）、空穴傳輸層（HTL）之間的界面處存在大量的缺陷態(tài)。這些缺陷可能源于制備過程中的雜質(zhì)、晶格失配、表面懸掛鍵等。非輻射復(fù)合中心會在這些缺陷處形成，當(dāng)電子和空穴在界面處相遇時，它們可能通過非輻射復(fù)合的方式釋放能量，而不是以光的形式發(fā)射出來。這不僅降低了PeLED的發(fā)光效率，還會產(chǎn)生熱量，加速器件的老化，從而嚴(yán)重影響器件的壽命。

界面鈍化策略

有機(jī)分子鈍化：一些有機(jī)小分子，如硫醇類、胺類等，可以通過化學(xué)鍵合的方式與界面處的缺陷位點結(jié)合，填補(bǔ)懸掛鍵，減少缺陷態(tài)密度。例如，苯乙基碘化銨（PEAI）常被用于鈣鈦礦表面的鈍化，它能夠與鈣鈦礦表面的鉛離子形成配位鍵，有效降低表面缺陷，提高器件的發(fā)光效率和壽命。

無機(jī)納米粒子鈍化：無機(jī)納米粒子如氧化鋁（Al?O?）、氧化硅（SiO?）等具有較大的比表面積和良好的化學(xué)穩(wěn)定性。它們可以通過物理吸附或化學(xué)沉積的方式覆蓋在界面處，阻擋電子和空穴與缺陷的接觸，減少非輻射復(fù)合。同時，無機(jī)納米粒子還可以起到隔離層的作用，防止界面處的化學(xué)反應(yīng)。

聚合物鈍化：聚合物材料如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚乙二醇（PEG）等具有良好的成膜性和柔韌性。它們可以在界面處形成一層均勻的薄膜，填補(bǔ)界面間隙，改善界面接觸，減少界面處的漏電流和非輻射復(fù)合。此外，聚合物還可以起到緩沖層的作用，緩解界面處的應(yīng)力。

封裝防潮技術(shù)：抵御水汽入侵

水汽對PeLED的危害

水汽是PeLED的“天敵”。鈣鈦礦材料對水汽非常敏感，水汽會與鈣鈦礦發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致鈣鈦礦的分解和降解。例如，水汽會使鈣鈦礦中的有機(jī)陽離子溶解，破壞鈣鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)，從而降低器件的發(fā)光性能和穩(wěn)定性。此外，水汽還會在器件內(nèi)部形成導(dǎo)電通道，增加漏電流，加速器件的老化。

封裝防潮方法

薄膜封裝：采用原子層沉積（ALD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）等技術(shù)，在PeLED表面沉積一層致密的無機(jī)薄膜，如氧化鋁、氮化硅等。這些無機(jī)薄膜具有良好的阻隔性能，能夠有效阻擋水汽的滲透。同時，還可以結(jié)合有機(jī)薄膜，如聚對二甲苯（Parylene）等，形成無機(jī) - 有機(jī)復(fù)合薄膜封裝結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高封裝效果。

玻璃封裝：將PeLED芯片封裝在玻璃基板和蓋板之間，通過密封膠將四周密封。玻璃具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和阻隔性能，能夠為器件提供一個相對干燥的環(huán)境。此外，還可以在玻璃封裝內(nèi)部填充干燥劑，吸收可能殘留的水汽。

柔性封裝：對于柔性PeLED器件，需要采用柔性封裝材料，如聚酰亞胺（PI）薄膜、水氧阻隔膜等。這些柔性封裝材料不僅要具備良好的阻隔性能，還要具有一定的柔韌性和可彎曲性，以滿足柔性器件的應(yīng)用需求。

結(jié)論與展望

界面鈍化與封裝防潮技術(shù)是優(yōu)化PeLED壽命的關(guān)鍵技術(shù)。通過界面鈍化可以有效減少界面缺陷，抑制非輻射復(fù)合，提高器件的發(fā)光效率和穩(wěn)定性；而封裝防潮則能夠抵御外界水汽的入侵，保護(hù)鈣鈦礦材料不被降解，延長器件的使用壽命。目前，雖然在這兩方面已經(jīng)取得了一定的研究進(jìn)展，但仍然存在一些挑戰(zhàn)，如界面鈍化材料的長期穩(wěn)定性、封裝技術(shù)的成本和工藝復(fù)雜度等。未來，需要進(jìn)一步深入研究界面鈍化和封裝防潮的機(jī)理，開發(fā)更加高效、穩(wěn)定、低成本的鈍化材料和封裝技術(shù)，推動PeLED技術(shù)向商業(yè)化應(yīng)用邁進(jìn)。