Perovskite ışık yayan diyot (perovskite LED), görüntüleme, aydınlatma, iletişim ve diğer alanlarda büyük potansiyele sahip yeni nesil bir ışık yayan teknolojidir.Perovskite LED'ler düşük üretim maliyetlerine ve önemli teknik avantajlara sahiptir: OLED'lere benzer hafiflik, incelik ve esneklik özelliklerine sahiptirler ve ayrıca III-V yarı iletken LED'lere benzer renk saflığı ve spektral ayarlanabilirliğe sahiptirler.Sadece birkaç yıllık geliştirmeden sonra, perovskite'nin verimliliğiLED'lerolgun ışık yayan teknolojilerle karşılaştırılabilir.
Perovskite LED cihaz yapısı (sol üst);
Bipolar moleküler stabilizatör SFB10'un kimyasal formülü (sol alt)
T50 cihazının kullanım ömrü ile parlaklık arasındaki ilişki (sağdaki grafik)
Bununla birlikte, perovskite güneş pillerine benzer şekilde, perovskite LED'lerin kararsızlığı, endüstriyel uygulamaları gerçekleştirmek için en büyük zorluktur.Şu anda, yüksek performanslı perovskite LED'lerin ömrü genellikle 10-100 saat arasındadır.OLED teknolojisinin sanayileşme sürecine girmesi için gereken ömür en az 10.000 saattir.Bu yönde önemli zorluklar vardır çünkü perovskite yarı iletkenler özünde kararsız olabilir.için iyiLED ekran.Kristal yapısı önemli iyonik özelliklere sahiptir ve iyonlar, LED'in uygulanan elektrik alanı altında kolayca hareket ederek malzemenin bozulmasına neden olur.
Son zamanlarda, Profesör David Di ve Modern Optik Aletler Devlet Anahtar Laboratuvarı, Optoelektronik Okulu, Zhejiang Üniversitesi'nden araştırmacı Zhao Baodan ekibi ve
Uluslararası Gelişmiş Fotonik Araştırma Merkezi, Haining Uluslararası Kampüsü, bu yönde önemli atılımlar yaptı.Bipolar bir moleküler stabilizatör kullanarak, pratik uygulamaların ihtiyaçlarını karşılayan perovskite LED'lerde ultra uzun çalışma ömürleri elde ettiler.
David Dee, "Bu perovskite LED'ler, arka arkaya 5 ay (3600 saat) boyunca 5 mA/c²'lik sabit bir akımla çalıştırıldı ve parlaklık düşüşü olmadı" dedi.LED algısı.İçinP1.56LED ekran.Bu cihazlar çok kararlıdır ve halen devam eden bazı testlerin bir yıl veya daha uzun sürede tamamlanması zor görünmektedir.Makul bir deneysel süre içinde ömür boyu veri elde etmek için, LED hızlandırılmış yaşlandırma deneylerinin yapılması gerekiyor.”
Bu yakın kızılötesi perovskite LED'ler, ultra uzun çalışma ömürleri sergiler.Örneğin, 2,1 W sr-1 m-2 (3,2 mA/c㎡ akım) başlangıç ışıması ile, tahmini cihaz T50 ömrü (ilk ışımanın %50'ye düşmesi için geçen süre) 32675 saattir ( 3.7 yıl).Bu parlaklığın sağladığı optik güç, 1000 cd/m2'lik yüksek parlaklıkta çalışan ticari bir yeşil OLED ile karşılaştırılabilir.0,21 W sr-1 m-2'lik (yukarıdaki parlaklığın 1/10'u) daha düşük bir parlaklıkta veya 0,7 mAc㎡'lik bir akımda, T50 ömrünün 2,4 milyon saat (yaklaşık 270 yıl) olduğu tahmin edilmektedir.
"10-200 mA/c㎡ aralığının mümkün olan en geniş akım yoğunluğunu kapsayan, hızlandırılmış yaşlanma deneylerinde 62 cihaz ömrü veri noktası topladığımız bu yeni LED'in güvenilir bir ömür boyu analizini gerçekleştirmenin gerekli olduğuna inanıyoruz."dedi Guo Bingbing.Cihazın elektrolüminesans harici kuantum verimliliği (EQE) ve enerji dönüşüm verimliliği (ECE), yakın kızılötesi perovskite LED'lerin en yüksek verimlilikleri olan sırasıyla %22,8 ve %20,7'ye ulaştı.
Yazarlar, bu perovskit ışıldayan malzemelerin çok kararlı kristal yapılara sahip olduğunu bulmuşlardır.Zhao Baodan, "Malzemenin kristal yapısı 322 günden fazla bir süre geçmesine rağmen değişmedi" dedi.
Perovskite LED'lerin uzun süreli çalışma ve hızlandırılmış yaşlanma deneyleri (soldaki resim);
Kontrol ve stabilize cihazların harici kuantum verimlilik verileri (sağ panel)
"Bu, iki kutuplu moleküler stabilizatörün, perovskite mükemmel optoelektronik özelliklerle orijinal kristal fazını korumasına yardımcı olduğunu gösteriyor. İşlenmiş kontrol perovskite örneklerinin kristal yapısı önemli ölçüde değişti ve iki hafta içinde bozuldu."
Perovskitlerde iyon migrasyonu kararsızlığa yol açan önemli faktörlerden biridir ve LED'lerde uygulanan voltajın etkisi altında bu sorun daha ciddi hale gelir veKüçük LED ekran.Guo Bingbing, "Deneylerimiz ve hesaplamalarımız, iki kutuplu moleküllerin perovskite tane sınırlarında iyonlarla kimyasal bağlar veya etkileşimler oluşturduğunu gösteriyor" dedi ve "bu, perovskitlerimizde iyon göçünün zorlaşmasının nedeni olabilir. Gerçekleştirdiğimiz elektriksel ve optik deneyler," dedi. işbirlikçilerimizle yaptığımız çalışmalar, iyon hareketi olgusunun bastırıldığını gösterdi" diye ekledi Zhao Baodan.
Cihaz ömrü sonuçları, perovskite malzemelerin stabilite açısından "genetik kusurları" olmadığını göstermektedir.David Dee, "Metal halojenür perovskitler gibi yeni yarı iletkenlerin, özellikle LED uygulamaları gibi nispeten yüksek elektrik alanlarında, özünde kararsız oldukları düşünülüyor" dedi."Sonuçlarımız, kararlı perovskite cihazlara ulaşmanın 'görev imkansız' olmadığını gösteriyor".
Ultra uzun cihaz ömrünün, ticari OLED'ler için temel kararlılık gereksinimini karşıladığı için perovskite LED alanında güveni artırması bekleniyor.Bu yakın kızılötesi LED'ler, yakın kızılötesi ekranlar, iletişim ve biyoloji gibi uygulamalarda kullanılabilir.Benzer uzun ömürlere sahip görünür ışıklı perovskite cihazları geliştirilmeyi beklese de, ultra kararlı perovskite LED'lerin gerçekleştirilmesi, perovskite lüminesans teknolojisinin endüstriyel uygulamalara girmesinin yolunu açıyor.
搜索
复制
Mikrofloresan görüntüleme deneyi ile perovskite'nin elektrik alanı altında iyon göçü etkisinin gözlemlenmesi
Gönderim zamanı: 24 Ağustos 2022