A perovskit fénykibocsátó dióda (perovskit LED) a fénykibocsátó technológia új generációja, amely nagy lehetőségeket rejt magában a kijelző, a világítás, a kommunikáció és más területeken.A perovskit LED-ek alacsony gyártási költséggel és jelentős műszaki előnyökkel rendelkeznek: az OLED-ekhez hasonló könnyűség, vékonyság és rugalmasság jellemzői, valamint színtisztasága és spektrális hangolhatósága hasonló a III-V félvezető LED-ekhez.Néhány évnyi fejlesztés után a perovszkit hatékonyságaLED-ekösszehasonlítható a kiforrott fénykibocsátó technológiákéval.
Perovskite LED készülék felépítése (balra fent);
Az SFB10 bipoláris molekuláris stabilizátor kémiai képlete (bal alsó sarokban)
A T50 készülék élettartama és a sugárzás közötti kapcsolat (jobb oldali grafikon)
A perovszkit napelemekhez hasonlóan azonban a perovszkit LED-ek instabilitása jelenti a legnagyobb kihívást az ipari alkalmazások megvalósításában.Jelenleg a nagy teljesítményű perovszkit LED-ek élettartama általában 10-100 óra.Az OLED technológia iparosításához szükséges élettartama legalább 10 000 óra.Jelentős kihívások vannak ebben az irányban, mivel a perovszkit félvezetők eleve instabilak lehetnek.Ez jóLED kijelző.Kristályszerkezete jelentős ionos tulajdonságokkal rendelkezik, és az ionok könnyen mozognak a LED alkalmazott elektromos tere alatt, ami az anyag lebomlását okozza.
A közelmúltban David Di professzor és Zhao Baodan kutató csapata a Modern Optikai Műszerek Állami Kulcslaboratóriumából, az Optoelektronikai Iskolából, a Zhejiang Egyetemből és a
A Fejlett Fotonika Nemzetközi Kutatóközpontja, a Haining International Campus fontos áttörést ért el ebben az irányban.A bipoláris molekuláris stabilizátor segítségével rendkívül hosszú élettartamot értek el a perovskit LED-ekben, amelyek megfelelnek a gyakorlati alkalmazások igényeinek.
"Ezeket a perovskit LED-eket 5 mA/c㎡ állandó áram hajtotta 5 egymást követő hónapon keresztül (3600 órán keresztül), fényesés nélkül" - mondta David Dee.LED érzékelés.MertP1.56LED kijelző.Ezek az eszközök nagyon stabilak, és úgy tűnik, hogy néhány, még folyamatban lévő tesztet nehéz egy éven vagy még tovább elvégezni.Az élettartamra vonatkozó adatok ésszerű kísérleti időszakon belüli megszerzése érdekében LED-es gyorsított öregítési kísérleteket kell végezni.
Ezek a közeli infravörös perovskit LED-ek rendkívül hosszú élettartammal rendelkeznek.Például 2,1 W sr-1 m-2 kezdeti sugárzásnál (áram 3,2 mA/c㎡) a készülék T50 becsült élettartama (az az idő, amely alatt a kezdeti sugárzás 50%-ra csökken) 32675 óra ( 3,7 év).Ez a sugárzás által biztosított optikai teljesítmény egy kereskedelmi forgalomban kapható zöld OLED-hez hasonlítható, amely nagy, 1000 cd/m2 fényerővel működik.Alacsonyabb, 0,21 W sr-1 m-2 (a fenti fényerő 1/10-e) vagy 0,7 mAc㎡ áramerősség mellett a T50 élettartama 2,4 millió órára (körülbelül 270 évre) becsülhető.
"Úgy gondoljuk, hogy megbízható élettartam-elemzést kell végezni ennek az új LED-nek, amelyhez 62 eszközélettartamra vonatkozó adatpontot gyűjtöttünk össze gyorsított öregedési kísérletek során, lefedve a lehető legszélesebb, 10-200 mA/c㎡ áramsűrűséget."– mondta Guo Bingbing.Az eszköz elektrolumineszcencia külső kvantumhatékonysága (EQE) és energiakonverziós hatékonysága (ECE) elérte a 22,8%-ot, illetve a 20,7%-ot, ami a közeli infravörös perovszkit LED-ek legmagasabb hatásfoka.
A szerzők megállapították, hogy ezek a perovskit lumineszcens anyagok nagyon stabil kristályszerkezettel rendelkeznek."Az anyag kristályszerkezete nem változott több mint 322 nap után" - mondta Zhao Baodan.
Perovszkit LED-ek hosszú távú működési és gyorsított öregedési kísérletei (bal oldali kép);
Vezérlő és stabilizált eszközök külső kvantumhatékonysági adatai (jobb oldali panel)
"Ez azt mutatja, hogy a bipoláris molekuláris stabilizátor segít a perovszkitnak megőrizni eredeti kristályfázisát, kiváló optoelektronikai tulajdonságokkal. A kezelt kontroll perovszkit minták kristályszerkezete jelentősen megváltozott és két héten belül lebomlott."
Az ionok migrációja a perovszkitokban az egyik fontos instabilitást okozó tényező, és ez a probléma súlyosabbá válik a LED-ek és a LED-ek feszültségének hatására.Mini LED kijelző."Kísérleteink és számításaink azt mutatják, hogy a bipoláris molekulák kémiai kötéseket vagy kölcsönhatásokat hoznak létre ionokkal a perovszkit szemcsehatárain" - mondta Guo Bingbing. "Ez lehet az oka annak, hogy az ionok migrációja nehézzé válik perovszkitjainkban. "Az általunk végzett elektromos és optikai kísérletek A munkatársainkkal való együttműködés megmutatta az ionmozgás jelenségének elnyomását" - tette hozzá Zhao Baodan.
Az eszköz élettartamának eredményei azt mutatják, hogy a perovszkit anyagoknak nincs "genetikai hibája" a stabilitás tekintetében."Az új félvezetőket, például a fémhalogenid-perovszkitokat széles körben tekintik belsőleg instabilnak, különösen viszonylag nagy elektromos mezők esetén, például LED-es alkalmazásoknál" - mondta David Dee.„Eredményeink azt mutatják, hogy a stabil perovszkit eszközök elérése nem „lehetetlen küldetés”.
A készülék rendkívül hosszú élettartama várhatóan növeli a perovskit LED-mezőbe vetett bizalmat, mivel teljesíti a kereskedelmi OLED-ek stabilitásának alapvető követelményét.Ezek a közeli infravörös LED-ek olyan alkalmazásokban használhatók, mint a közeli infravörös kijelzők, a kommunikáció és a biológia.Bár a látható fényt kibocsátó, hasonló hosszú élettartamú perovszkit eszközök fejlesztése még várat magára, az ultrastabil perovszkit LED-ek megvalósítása megnyitja az utat a perovszkit lumineszcencia technológia ipari alkalmazásokba való belépéséhez.
搜索
复制
Perovszkit ionmigrációs hatásának megfigyelése elektromos térben mikrofluoreszcens képalkotó kísérlettel
Feladás időpontja: 2022. augusztus 24