Perovskite valgusdiood (perovskite LED) on uue põlvkonna valgust kiirgav tehnoloogia, millel on suur potentsiaal kuvari, valgustuse, side ja muudes valdkondades.Perovskite LED-idel on madalad tootmiskulud ja olulised tehnilised eelised: neil on OLED-idele sarnased kerguse, õhukese ja painduvuse omadused, samuti on neil III-V pooljuht-LED-idega sarnane värvipuhtus ja spektraalne häälestatavus.Vaid mõneaastase arenduse järel on perovskite efektiivsusLEDidon võrreldav küpsete valgust kiirgavate tehnoloogiate omaga.
Perovskite LED-seadme struktuur (üleval vasakul);
Bipolaarse molekulaarse stabilisaatori SFB10 keemiline valem (all vasakul)
Seadme T50 eluea ja kiirguse vaheline seos (parempoolne graafik)
Sarnaselt perovskiit-päikesepatareidele on perovskiit-LED-de ebastabiilsus aga suurim väljakutse tööstuslike rakenduste realiseerimisel.Praegu on suure jõudlusega perovskiit-LED-de eluiga üldiselt 10-100 tundi.OLED-tehnoloogia industrialiseerimiseks vajalik eluiga on vähemalt 10 000 tundi.Selles suunas on olulisi väljakutseid, kuna perovskiitpooljuhid võivad olla oma olemuselt ebastabiilsed.See on heaLED-ekraan.Selle kristallstruktuuril on märkimisväärsed ioonsed omadused ja ioonid liiguvad kergesti LED-i rakendatud elektrivälja all, põhjustades materjali lagunemise.
Hiljuti osalesid Zhejiangi ülikooli optoelektroonika kooli kaasaegse optiliste instrumentide riikliku võtmelabori professor David Di ja teadlase Zhao Baodani meeskond.
Rahvusvaheline arenenud fotoonika uurimiskeskus, Haining International Campus, on teinud selles suunas olulisi läbimurdeid.Bipolaarse molekulaarse stabilisaatori abil saavutasid nad perovskite LED-ide ülipika tööea, mis vastab praktiliste rakenduste vajadustele.
"Neid perovskiit-LED-sid juhtis konstantne vool 5 mA/c㎡ 5 järjestikust kuud (3600 tundi) ilma heleduslanguseta," ütles David Dee.LED-i tajumine.SestP1.56LED-ekraan.Need seadmed on väga stabiilsed ja mõningaid veel pooleli olevaid katseid on raske lõpule viia aasta või kauemgi.Eluaja andmete saamiseks mõistliku katseperioodi jooksul tuleb läbi viia LED-kiirendatud vananemiskatsed.
Nendel infrapuna-perovskiit-LED-del on ülipikk kasutusiga.Näiteks esialgse kiirgustihedusega 2,1 W sr-1 m-2 (vool 3,2 mA/c㎡) on seadme T50 hinnanguline eluiga (aeg, mis kulub esialgse kiirguse vähenemiseks 50%-ni) 32675 tundi ( 3,7 aastat).Selle kiirguse optiline võimsus on võrreldav kaubandusliku rohelise OLED-iga, mis töötab suure heledusega 1000 cd/m2.Väiksema kiirgustihedusega 0,21 W sr-1 m-2 (1/10 ülalnimetatud heledusest) või voolutugevusel 0,7 mAc㎡ on T50 eluiga hinnanguliselt 2,4 miljonit tundi (umbes 270 aastat).
"Usume, et on vaja läbi viia selle uue LED-i usaldusväärne eluea analüüs, mille jaoks kogusime kiirendatud vananemiskatsetes 62 seadme eluea andmepunkti, mis hõlmavad võimalikult laia voolutiheduse vahemikku 10-200 mA / c㎡."ütles Guo Bingbing.Seadme elektroluminestsentsi väline kvanttõhusus (EQE) ja energia muundamise efektiivsus (ECE) jõudsid vastavalt 22, 8% ja 20, 7%, mis on lähi-infrapuna perovskiit-LED-de kõrgeim efektiivsus.
Autorid leidsid, et neil perovskiit-luminestsentsmaterjalidel on väga stabiilsed kristallstruktuurid."Materjali kristallstruktuur ei ole enam kui 322 päeva pärast muutunud," ütles Zhao Baodan.
Perovskite LED-ide pikaajalised töö- ja kiirendatud vananemiskatsed (vasakul pildil);
Juht- ja stabiliseeritud seadmete välised kvanttõhususe andmed (parem paneel)
"See näitab, et bipolaarne molekulaarne stabilisaator aitab perovskiidil säilitada oma esialgse kristallfaasi, millel on suurepärased optoelektroonilised omadused. Töödeldud kontrollperovskiidi proovide kristallstruktuur muutus oluliselt ja lagunes kahe nädala jooksul."
Ioonide migratsioon perovskiitides on üks olulisi ebastabiilsust põhjustavaid tegureid ning see probleem muutub tõsisemaks LED-i ja LED-i rakendatud pinge mõjul.Mini LED-ekraan."Meie katsed ja arvutused näitavad, et bipolaarsed molekulid loovad keemilisi sidemeid või interaktsioone ioonidega perovskiitide terade piiridel," ütles Guo Bingbing, "mis võib olla põhjus, miks ioonide migratsioon muutub meie perovskiitides keeruliseks. "Meie läbiviidud elektrilised ja optilised katsed koostöö meie kaastöötajatega on näidanud ioonide liikumise nähtuse mahasurumist," lisas Zhao Baodan.
Seadme eluea tulemused näitavad, et perovskiitmaterjalidel ei ole stabiilsuse osas "geneetilisi defekte"."Uusi pooljuhte, nagu metallhalogeniidperovskiite, peetakse laialdaselt oma olemuselt ebastabiilseteks, eriti suhteliselt kõrgete elektriväljade korral, näiteks LED-rakendustes, " ütles David Dee."Meie tulemused näitavad, et stabiilsete perovskiitseadmete saavutamine ei ole võimatu missioon".
Seadme ülipikk eluiga suurendab eeldatavasti usaldust perovskiit-LED-välja vastu, kuna see on täitnud kaubanduslike OLED-ide stabiilsuse põhinõude.Neid lähiinfrapuna-LED-sid saab kasutada sellistes rakendustes nagu lähiinfrapunakuvarid, side ja bioloogia.Kuigi sarnase pika elueaga nähtava valgusega perovskiitseadmeid tuleb veel välja töötada, sillutab ülistabiilsete perovskiit-LED-de realiseerimine teed perovskiitluminestsentstehnoloogiale tööstuslikes rakendustes.
搜索
复制
Perovskiidi ioonide migratsiooniefekti jälgimine elektrivälja all mikrofluorestsentskujutise katsega
Postitusaeg: 24. august 2022