पेरोवस्काइट लाइट-एमिटिंग डायोड (पीईएलईडी), अपनी कम लागत, उच्च चमक और अनुकूलनीय उत्सर्जन रंगों जैसे महत्वपूर्ण लाभों के कारण, अगली पीढ़ी की डिस्प्ले और प्रकाश प्रौद्योगिकियों के लिए अत्यधिक आशाजनक विकल्प बन गए हैं। अपने प्रारंभिक विकास के बाद से, पीईएलईडी ने उल्लेखनीय प्रदर्शन संबंधी उपलब्धियाँ हासिल की हैं। यह छलांग न केवल उत्सर्जक परत सामग्री में नवाचारों से, बल्कि इससे भी महत्वपूर्ण रूप से समग्र उपकरण संरचना अनुकूलन, बढ़ी हुई वाहक इंजेक्शन और पुनर्संयोजन दक्षता और इंटरफ़ेस इंजीनियरिंग में प्रगति के सहक्रियात्मक प्रभावों से प्राप्त हुई है। इंटरफ़ेस इंजीनियरिंग में प्रगति ने ऊर्जा हानि को प्रभावी ढंग से कम किया है और दोषों को निष्क्रिय किया है। इस संदर्भ में, उत्सर्जक परत और एनोड के बीच स्थित होल ट्रांसपोर्ट लेयर (एचटीएल) एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। यह सीधे होल इंजेक्शन दक्षता, इंटरफ़ेस पर गैर-विकिरणकारी पुनर्संयोजन हानि और उपकरण की समग्र परिचालन स्थिरता को निर्धारित करती है। इसलिए, पीईएलईडी की दक्षता और जीवनकाल को और बेहतर बनाने के लिए एचटीएल का गहन शोध और अनुकूलन आवश्यक है, जो इस तकनीक को प्रयोगशाला अनुसंधान से डिस्प्ले, प्रकाश व्यवस्था और बायोइमेजिंग में व्यावहारिक अनुप्रयोगों में तेजी से आगे बढ़ाने में एक महत्वपूर्ण कदम है।
नीले PeLEDs की पिन संरचना में, पॉली(3,4-एथिलीनडाइऑक्सीथियोफीन):पॉलीस्टाइरीन सल्फोनेट को उच्च होल मोबिलिटी, अच्छी ऑप्टिकल पारदर्शिता और सॉल्यूशन प्रोसेसिबिलिटी के कारण होल ट्रांसपोर्ट मटेरियल के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हालांकि, नीले PeLEDs में PEDOT:PSS की कुछ महत्वपूर्ण सीमाएँ हैं: पेरोव्स्काइट सक्रिय परत के साथ इसके ऊर्जा स्तर का बेमेल होना उच्च होल इंजेक्शन अवरोध और गंभीर गैर-विकिरणकारी पुनर्संयोजन का कारण बनता है; इसकी अंतर्निहित आर्द्रता सोखने की क्षमता पर्यावरणीय नमी को अंदर ले आती है, जिससे पेरोव्स्काइट सामग्री का क्षरण और चरण पृथक्करण तेज हो जाता है; साथ ही, इसकी चालकता प्रसंस्करण स्थितियों और पर्यावरणीय कारकों के प्रति संवेदनशील होती है, जिसके परिणामस्वरूप डिवाइस का प्रदर्शन अस्थिर हो जाता है और दक्षता में काफी भिन्नता आती है।
इन बाधाओं को दूर करने के लिए, एचटीएल और पेरोव्स्काइट इंटरफ़ेस के बीच एक पॉलीमर इंटरलेयर को शामिल करके एक कार्यात्मक ब्रिजिंग लेयर का निर्माण करना एक प्रभावी व्यवस्थित समाधान बन गया है। यह इंटरलेयर संरचना कुशल होल इंजेक्शन प्राप्त करने के लिए सटीक बैंडगैप मॉड्यूलेशन की अनुमति देती है, गैर-विकिरणकारी पुनर्संयोजन को दबाने के लिए आणविक-स्तर इंटरफ़ेस पैसिवेशन का उपयोग करती है, और विनाशकारी प्रतिक्रियाओं को कम करने के लिए एक रासायनिक रूप से निष्क्रिय अवरोध स्थापित करती है, जिससे फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण दक्षता और डिवाइस के जीवनकाल में तालमेल बिठाकर वृद्धि होती है। विभिन्न विकल्पों में से, पॉली(एन-विनाइलकार्बाज़ोल) (पीवीके) अपनी उत्कृष्ट फिल्म-निर्माण क्षमता के कारण अन्य पॉलीमर होल ट्रांसपोर्ट सामग्रियों से बेहतर प्रदर्शन करता है, जो इसे बेहतर इंटरफ़ेस गुणवत्ता और स्थिरता प्रदान करता है। फिर भी, पीवीके की स्वाभाविक रूप से कम वाहक गतिशीलता एक प्रमुख बाधा बनी हुई है। डोपिंग या एडिटिव इंजीनियरिंग के माध्यम से चार्ज परिवहन क्षमताओं में सुधार के प्रयासों के बावजूद, पॉलीमर बैकबोन की इलेक्ट्रॉनिक संरचना द्वारा लगाई गई सीमाओं को पार करना चुनौतीपूर्ण बना हुआ है। इसलिए, पीवीके के मौजूदा इंटरफ़ेस मॉड्यूलेशन लाभों को बनाए रखते हुए, नवीन आणविक डिजाइन के माध्यम से उच्च गतिशीलता वाली नई पॉलीमर संरचनाओं को विकसित करने की तत्काल आवश्यकता है।
पिछले शोध में अनडोप्ड पॉलीमर एचटीएम, एक "पॉलीविनाइलकार्बाज़ोल-आधारित पॉलीमर" की रिपोर्ट की गई थी, जिसे गैर-संयुग्मित पॉलीइथिलीन बैकबोन को कार्बाज़ोल-आधारित "ए-टाइप" साइड चेन के साथ मिलाकर बनाया गया था। जब इसे पीडीओटी:पीएसएस और पेरोव्स्काइट के बीच एक ब्रिजिंग परत के रूप में उपयोग किया जाता है, तो यह संरचनात्मक डिज़ाइन ऊर्जा स्तरों को प्रभावी ढंग से नियंत्रित करता है, होल परिवहन और पेरोव्स्काइट परत के साथ इसके संरेखण को बढ़ावा देता है, और गैर-विकिरणकारी पुनर्संयोजन को रोकता है। इस संरचना पर आधारित स्काई-ब्लू पीईएलईडी (उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य 488 एनएम) ने 3 वोल्ट का ऑपरेटिंग वोल्टेज और 3.26% की अधिकतम बाह्य क्वांटम दक्षता प्रदर्शित की, जो ब्रिजिंग परत के बिना उपकरणों की तुलना में 1.27 गुना बेहतर है। ये प्रदर्शन वृद्धि गैर-संयुग्मित बैकबोन को ए-टाइप नैनोमेश एरोमैटिक्स के साथ संयोजित करने की रणनीति की श्रेष्ठता को दृढ़ता से प्रमाणित करती है। सैद्धांतिक अध्ययनों से पता चला है कि पीवीके आणविक संरचना में मजबूत इलेक्ट्रॉन-निकासी समूह (जैसे सायनो, -सीएन) को शामिल करने से आणविक द्विध्रुव आघूर्ण को बढ़ाकर अंतरा-आणविक आवेश निष्कर्षण दक्षता को अनुकूलित किया जा सकता है और अंतर-आणविक द्विध्रुव-द्विध्रुव अंतःक्रियाओं के माध्यम से फिल्म की स्थिरता में सुधार किया जा सकता है।
इसलिए, आणविक जालीकरण रणनीति की क्षमता का और अधिक पता लगाने और उपकरण प्रदर्शन में सुधार करने के लिए, नानजिंग यूनिवर्सिटी ऑफ पोस्ट्स एंड टेलीकम्युनिकेशंस के ज़ी लिंगहाई और अन्य शोधकर्ताओं ने इस मूल रणनीति को बरकरार रखते हुए, एक दाता-स्वीकर्ता संरचना के निर्माण के लिए सायनो समूहों को शामिल किया और सायनो-कार्यात्मक प्रकार ए नैनोमेश एरोमैटिक पॉलीमर, P-CzCN का डिज़ाइन और संश्लेषण किया। प्रायोगिक लक्षण वर्णन से पता चलता है कि P-CzCN में छिद्र गतिशीलता में उल्लेखनीय सुधार और उत्कृष्ट दोष निष्क्रियता क्षमता है। सैद्धांतिक गणनाओं और बहु-स्तरीय लक्षण वर्णन को मिलाकर, यह कार्य आणविक स्टैकिंग व्यवहार, वाहक परिवहन पथ और अंतरास्थि ऊर्जा स्तर संरेखण पर सायनो संशोधन के सहक्रियात्मक विनियमन तंत्र को व्यवस्थित रूप से स्पष्ट करता है। P-CzCN ब्रिजिंग परतों वाले नीले PeLEDs ने 488 nm पर 4040 cd m⁻² की अधिकतम चमक और 5.39% की बाह्य क्वांटम दक्षता प्राप्त की। विभिन्न वोल्टेजों के तहत, इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस स्पेक्ट्रम लगातार 488 एनएम पर केंद्रित रहता है, जो उत्कृष्ट स्पेक्ट्रल स्थिरता प्रदर्शित करता है। P-CzCN ग्रिड-आधारित HTM के कार्यान्वयन का एक महत्वपूर्ण उदाहरण प्रस्तुत करता है और नीली PeLED तकनीक के व्यावहारिक अनुप्रयोग को आगे बढ़ाने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।
