LED-lys er blevet en allestedsnærværende belysningsløsning for hjem og virksomheder, men traditionelle LED har dokumenteret deres mangler, når det kommer til store højopløselige skærme.LED displaysbruge høje spændinger, og en faktor kaldet intern strømkonverteringseffektivitet er lav, hvilket betyder, at energiomkostningerne ved at køre skærmen er høje, skærmens levetid er ikke lang, og den kan blive for varm.
I et papir offentliggjort i Nano Research skitserer forskerne, hvordan et teknologisk fremskridt kaldet kvanteprikker kunne løse nogle af disse udfordringer.Kvanteprikker er små kunstige krystaller, der fungerer som halvledere.På grund af deres størrelse har de unikke egenskaber, der kan gøre dem nyttige i displayteknologi.
Xing Lin, en assisterende professor i informationsvidenskab og elektronisk teknik ved Zhejiang University, sagde traditionelLED displayhar haft succes inden for områder som display, belysning og optisk kommunikation.Imidlertid er de teknikker, der bruges til at opnå halvledermaterialer og -enheder af høj kvalitet, meget energi- og omkostningsintensive.Kolloide kvanteprikker tilbyder en omkostningseffektiv måde at bygge højtydende LED ved hjælp af billige løsningsbehandlingsteknikker og materialer af kemisk kvalitet.Desuden overgår kolloide kvanteprikker som uorganiske materialer emissive organiske halvledere med hensyn til langsigtet driftsstabilitet.
Alle LED-skærme er sammensat af flere lag.Et af de vigtigste lag er det emissive lag, hvor elektrisk energi omdannes til farverigt lys.Forskerne brugte et enkelt lag kvanteprikker som emissionslag.Typisk er det kolloide kvantepunktemissionslag kilden til spændingstab på grund af den dårlige ledningsevne af kolloide kvanteprikfaststoffer.Ved at bruge et enkelt lag af kvanteprikker som det emissive lag, spekulerer forskerne i, at de kunne reducere spændingen til det maksimale for at drive disse skærme.
En anden egenskab ved kvanteprikker, der gør dem ideelle til LED, er, at de kan fremstilles uden nogen defekter, der ville påvirke deres effektivitet.Kvanteprikker kan designes uden urenheder og overfladefejl.Ifølge Lin kan quantum dot LED (QLED) opnå næsten enheds interne strømkonverteringseffektiviteter ved strømtætheder, der er egnede til display- og belysningsapplikationer.Konventionel LED baseret på epitaksialt dyrkede halvledere udviser en alvorlig effektivitetsafbrydelse inden for det samme strømtæthedsområde.Det er godt forLED display industri.Denne forskel stammer fra den fejlfri karakter af højkvalitets kvanteprikker.
De relativt lave omkostninger ved at producere emissive lag med kvanteprikker og evnen til at bruge optiske ingeniørteknikker til at forbedre lysudvindingseffektiviteten af QLED, formoder forskerne, effektivt kunne forbedre traditionel LED, der bruges i belysning, skærme og mere.Men der er stadig mere forskning, der skal laves, og nuværende QLED har nogle mangler, der skal overvindes, før de kan blive bredt vedtaget.
Ifølge Lin har forskningen vist, at termisk energi kan udvindes for at forbedre effektiviteten af elektro-optisk strømkonvertering.Enhedens ydeevne på dette stadium er imidlertid langt fra ideel i betydningen relativt høje driftsspændinger og lave strømtætheder.Disse svagheder kan overvindes ved at søge bedre ladningstransportmaterialer og designe grænsefladen mellem ladningstransport og kvantepunktlag.Det ultimative mål - at realisere elektroluminescerende køleenheder - bør være QLED-baseret.
Indlægstid: 21. september 2022