Perovskit svetleća dioda (perovskit LED) je nova generacija tehnologije koja emituje svetlost sa velikim potencijalom u displeju, osvetljenju, komunikaciji i drugim poljima.Perovskite LED diode imaju niske proizvodne troškove i značajne tehničke prednosti: imaju karakteristike lakoće, tankosti i fleksibilnosti slične OLED-ima, a također imaju sličnu čistoću boje i spektralnu podesljivost kao III-V poluvodičke LED diode.Nakon samo nekoliko godina razvoja, efikasnost perovskitaLED diodeje uporediv sa zrelim tehnologijama koje emituju svetlost.
Perovskite LED struktura (gore lijevo);
Hemijska formula bipolarnog molekularnog stabilizatora SFB10 (dolje lijevo)
Odnos između vijeka trajanja uređaja T50 i sjaja (desni grafikon)
Međutim, slično kao kod solarnih ćelija od perovskita, nestabilnost perovskitnih LED dioda je najveći izazov za realizaciju industrijskih aplikacija.Trenutno, životni vek perovskitnih LED dioda visokih performansi je obično reda veličine 10-100 sati.Životni vijek potreban da OLED tehnologija uđe u industrijalizaciju je najmanje 10.000 sati.Postoje značajni izazovi u ovom pravcu jer perovskitni poluprovodnici mogu biti suštinski nestabilni.To je dobro zaLed displej.Njegova kristalna struktura ima značajna jonska svojstva, a ioni se lako kreću pod primijenjenim električnim poljem LED-a, uzrokujući degradaciju materijala.
Nedavno je tim profesora Davida Dija i istraživača Zhao Baodana iz Državne ključne laboratorije modernih optičkih instrumenata, Fakulteta za optoelektroniku, Univerziteta Zhejiang i
Međunarodni istraživački centar napredne fotonike, Haining International Campus, napravio je važan napredak u ovom pravcu.Koristeći bipolarni molekularni stabilizator, postigli su ultra dug radni vijek u perovskit LED diodama koje zadovoljavaju potrebe praktičnih primjena.
"Ove perovskitne LED diode su pokretane konstantnom strujom od 5 mA/c㎡ tokom 5 uzastopnih mjeseci (3600 sati) bez pada svjetline", rekao je David Dee.LED percepcija.ZaP1.56Led displej.Ovi uređaji su vrlo stabilni, a čini se da je neke testove koji su još u toku teško završiti u roku od godinu dana ili više.Da bi se dobili podaci o životnom vijeku u razumnom eksperimentalnom periodu, potrebno je provesti eksperimente ubrzanog starenja LED-a.”
Ove bliske infracrvene perovskitne LED diode pokazuju izuzetno dug radni vijek.Na primjer, s početnim zračenjem od 2,1 W sr-1 m-2 (struja od 3,2 mA/c㎡), procijenjeni vijek trajanja uređaja T50 (vrijeme koje je potrebno da se početno zračenje smanji na 50%) je 32675 sati ( 3,7 godina).Optička snaga koju pruža ovaj sjaj je uporediva sa komercijalnim zelenim OLED ekranom koji radi pri visokoj osvetljenosti od 1000 cd/m2.Pri nižem zračenju od 0,21 W sr-1 m-2 (1/10 gornje svjetline) ili struji od 0,7 mAc㎡, životni vijek T50 se procjenjuje na 2,4 miliona sati (oko 270 godina).
"Vjerujemo da je potrebno izvršiti pouzdanu analizu životnog vijeka ove nove LED diode, za koju smo prikupili 62 tačke podataka o životnom vijeku uređaja u eksperimentima ubrzanog starenja, pokrivajući najširu moguću gustoću struje od 10-200 mA/c㎡ opseg."rekao je Guo Bingbing.Eksterna kvantna efikasnost elektroluminescencije (EQE) i efikasnost konverzije energije (ECE) uređaja dostigle su 22,8%, odnosno 20,7%, što je najveća efikasnost bliskih infracrvenih perovskit LED dioda.
Autori su otkrili da ovi perovskitni luminiscentni materijali imaju vrlo stabilne kristalne strukture."Kristalna struktura materijala nije se promijenila nakon više od 322 dana", rekao je Zhao Baodan.
Eksperimenti sa dugotrajnim radom i ubrzanim starenjem perovskitnih LED dioda (lijeva slika);
Eksterni podaci o kvantnoj efikasnosti kontrolnih i stabiliziranih uređaja (desni panel)
"Ovo pokazuje da bipolarni molekularni stabilizator pomaže perovskitu da održi svoju originalnu kristalnu fazu sa odličnim optoelektronskim svojstvima. Kristalna struktura tretiranih kontrolnih uzoraka perovskita značajno se promijenila i degradirala u roku od dvije sedmice."
Migracija jona u perovskitima jedan je od važnih faktora koji dovode do nestabilnosti, a ovaj problem postaje sve ozbiljniji pod uticajem primijenjenog napona u LED diodama iMini LED displej."Naši eksperimenti i proračuni pokazuju da bipolarne molekule stvaraju hemijske veze ili interakcije sa jonima na granicama zrna perovskita", rekao je Guo Bingbing, "što može biti razlog zašto migracija jona postaje teška u našim perovskitima. "Električni i optički eksperimenti koje smo sproveli sa našim saradnicima pokazali su suzbijanje fenomena kretanja jona", dodao je Zhao Baodan.
Rezultati životnog vijeka uređaja pokazuju da perovskitni materijali nemaju "genetske defekte" u smislu stabilnosti.„Novi poluprovodnici, kao što su metalhalogenidni perovskiti, se široko smatraju suštinski nestabilnima, posebno pri relativno visokim električnim poljima, kao što su LED aplikacije“, rekao je David Dee."Naši rezultati pokazuju da postizanje stabilnih perovskitnih uređaja nije 'nemoguća misija'".
Očekuje se da će ultra-dug životni vijek uređaja povećati povjerenje u perovskit LED polje, jer je ispunio osnovni zahtjev stabilnosti za komercijalne OLED.Ove bliske infracrvene LED diode mogu se koristiti u aplikacijama kao što su bliski infracrveni displeji, komunikacije i biologija.Iako ostaje da se razviju perovskit uređaji za vidljivo svjetlo sa sličnim dugim vijekom trajanja, realizacija ultra-stabilnih perovskit LED dioda otvara put tehnologiji luminiscencije perovskita da uđe u industrijske primjene.
搜索
复制
Promatranje efekta migracije jona perovskita pod električnim poljem eksperimentom mikrofluorescencije
Vrijeme objave: 24.08.2022