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Double Metal Oxide Electron Transport Layers for Colloidal Quantum Dot Light-Emitting Diodes

DOI:10.3390/nano10040726 期刊:Nanomaterials 出版年份:2020 更新时间:2025-09-23 15:19:57
摘要: The performance of colloidal quantum dot light-emitting diodes (QD-LEDs) have been rapidly improved since metal oxide semiconductors were adopted for an electron transport layer (ETL). Among metal oxide semiconductors, zinc oxide (ZnO) has been the most generally employed for the ETL because of its excellent electron transport and injection properties. However, the ZnO ETL often yields charge imbalance in QD-LEDs, which results in undesirable device performance. Here, to address this issue, we introduce double metal oxide ETLs comprising ZnO and tin dioxide (SnO2) bilayer stacks. The employment of SnO2 for the second ETL significantly improves charge balance in the QD-LEDs by preventing spontaneous electron injection from the ZnO ETL and, as a result, we demonstrate 1.6 times higher luminescence efficiency in the QD-LEDs. This result suggests that the proposed double metal oxide ETLs can be a versatile platform for QD-based optoelectronic devices.
作者: Myeongjin Park,Jeongkyun Roh,Jaehoon Lim,Hyunkoo Lee,Donggu Lee
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To address the issue of charge imbalance in QD-LEDs caused by the ZnO ETL by introducing double metal oxide ETLs comprising ZnO and SnO2 bilayer stacks.

The introduction of double metal oxide ETLs comprising ZnO and SnO2 NPs significantly improves charge balance in QD-LEDs, leading to higher luminescence efficiency. This approach offers a promising platform for high-performance QD-based optoelectronic devices.

Efficiency roll-off remains an issue due to the characteristics of thin EMLs, suggesting the need for further optimization such as increasing the shell thickness of QDs or the thickness of EML through hybridization with a polymer matrix.

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