Dioda pemancar cahaya Perovskite (LED perovskite) adalah generasi baru teknologi pemancar cahaya dengan potensi besar dalam tampilan, pencahayaan, komunikasi, dan bidang lainnya.LED Perovskite memiliki biaya produksi yang rendah dan keunggulan teknis yang signifikan: mereka memiliki karakteristik ringan, tipis, dan fleksibilitas yang mirip dengan OLED, dan juga memiliki kemurnian warna dan kemampuan tunabilitas spektral yang mirip dengan LED semikonduktor III-V.Setelah hanya beberapa tahun pengembangan, efisiensi perovskitLEDsebanding dengan teknologi pemancar cahaya dewasa.
Struktur perangkat LED Perovskite (kiri atas);
Formula kimia penstabil molekul bipolar SFB10 (kiri bawah)
Hubungan antara masa pakai dan kecerahan perangkat T50 (grafik kanan)
Namun, mirip dengan sel surya perovskite, ketidakstabilan LED perovskite merupakan tantangan terbesar untuk mewujudkan aplikasi industri.Saat ini, masa pakai LED perovskit berkinerja tinggi umumnya sekitar 10-100 jam.Umur yang dibutuhkan teknologi OLED untuk memasuki industrialisasi setidaknya 10.000 jam.Ada tantangan yang signifikan dalam arah ini karena semikonduktor perovskite secara intrinsik tidak stabil.Ini bagus untukDisplay LED.Struktur kristalnya memiliki sifat ionik yang signifikan, dan ion bergerak dengan mudah di bawah medan listrik LED yang diterapkan, menyebabkan material terdegradasi.
Baru-baru ini, tim Profesor David Di dan peneliti Zhao Baodan dari State Key Laboratory of Modern Optical Instruments, School of Optoelectronics, Zhejiang University dan
Pusat Penelitian Internasional Fotonik Lanjut, Kampus Internasional Haining, telah membuat terobosan penting ke arah ini.Dengan menggunakan penstabil molekul bipolar, mereka mencapai masa operasi yang sangat lama dalam LED perovskite yang memenuhi kebutuhan aplikasi praktis.
"LED perovskit ini digerakkan oleh arus konstan 5 mA/c㎡ selama 5 bulan berturut-turut (3600 jam) tanpa penurunan kecerahan," kata David Dee.Persepsi LED.UntukP1.56Display LED.Perangkat ini sangat stabil, dan beberapa pengujian yang masih berlangsung tampaknya sulit diselesaikan dalam waktu satu tahun atau lebih.Untuk mendapatkan data seumur hidup dalam periode eksperimen yang masuk akal, eksperimen penuaan yang dipercepat LED perlu dilakukan.”
LED perovskit inframerah-dekat ini menunjukkan masa operasi yang sangat panjang.Misalnya, dengan pancaran awal 2,1 W sr-1 m-2 (arus 3,2 mA/c㎡), estimasi masa pakai perangkat T50 (waktu yang dibutuhkan pancaran awal untuk turun menjadi 50%) adalah 32675 jam ( 3,7 tahun).Daya optik yang disediakan oleh pancaran ini sebanding dengan OLED hijau komersial yang beroperasi pada kecerahan tinggi 1000 cd/m2.Pada pancaran lebih rendah 0,21 W sr-1 m-2 (1/10 dari kecerahan di atas) atau arus 0,7 mAc㎡, masa pakai T50 diperkirakan 2,4 juta jam (sekitar 270 tahun).
"Kami yakin perlu melakukan analisis seumur hidup yang andal dari LED baru ini, di mana kami mengumpulkan 62 poin data masa pakai perangkat dalam eksperimen penuaan yang dipercepat, mencakup kerapatan arus terluas yang mungkin berkisar antara 10-200 mA/c㎡."kata Guo Bing Bing.Efisiensi kuantum eksternal elektroluminesensi (EQE) dan efisiensi konversi energi (ECE) perangkat masing-masing mencapai 22,8% dan 20,7%, yang merupakan efisiensi tertinggi LED perovskit inframerah-dekat.
Para penulis menemukan bahwa bahan luminescent perovskit ini memiliki struktur kristal yang sangat stabil."Struktur kristal material tidak berubah setelah lebih dari 322 hari," kata Zhao Baodan.
Eksperimen penuaan lama dan dipercepat dari LED perovskite (gambar kiri);
Data efisiensi kuantum eksternal perangkat kontrol dan stabil (panel kanan)
“Ini menunjukkan bahwa penstabil molekul bipolar membantu perovskit untuk mempertahankan fase kristal aslinya dengan sifat optoelektronik yang sangat baik. Struktur kristal dari sampel perovskit kontrol yang dirawat berubah secara signifikan dan terdegradasi dalam waktu dua minggu.”
Migrasi ion dalam perovskit adalah salah satu faktor penting yang menyebabkan ketidakstabilan, dan masalah ini menjadi lebih serius di bawah pengaruh tegangan yang diberikan pada LED danLayar LED mini.“Eksperimen dan perhitungan kami menunjukkan bahwa molekul bipolar menciptakan ikatan kimia atau interaksi dengan ion pada batas butir perovskit,” kata Guo Bingbing, “yang mungkin menjadi alasan mengapa migrasi ion menjadi sulit di perovskit kami. Eksperimen listrik dan optik yang kami lakukan keluar dengan kolaborator kami telah menunjukkan penekanan fenomena gerakan ion," tambah Zhao Baodan.
Hasil masa pakai perangkat menunjukkan bahwa bahan perovskit tidak memiliki "cacat genetik" dalam hal stabilitas."Semikonduktor baru, seperti metal halide perovskites, secara luas dianggap tidak stabil secara intrinsik, terutama pada medan listrik yang relatif tinggi, seperti pada aplikasi LED," kata David Dee."Hasil kami menunjukkan bahwa mencapai perangkat perovskit yang stabil bukanlah 'misi yang mustahil'".
Masa pakai perangkat yang sangat lama diharapkan dapat meningkatkan kepercayaan di bidang LED perovskite, karena telah memenuhi persyaratan dasar stabilitas untuk OLED komersial.LED inframerah-dekat ini dapat digunakan dalam aplikasi seperti tampilan inframerah-dekat, komunikasi, dan biologi.Meskipun perangkat perovskit cahaya tampak dengan masa pakai lama yang serupa masih harus dikembangkan, realisasi LED perovskit ultra-stabil membuka jalan bagi teknologi pendaran perovskit untuk memasuki aplikasi industri.
搜索
复制
Pengamatan efek migrasi ion perovskit di bawah medan listrik dengan percobaan pencitraan mikrofluoresensi
Waktu posting: 24 Agustus-2022