دیود ساطع نور پروسکایت (پروسکایت ال ای دی) نسل جدیدی از فناوری ساطع نور با پتانسیل بالایی در نمایش، نور، ارتباطات و سایر زمینه ها می باشد.LED های پروسکایت هزینه تولید پایین و مزایای فنی قابل توجهی دارند: آنها دارای ویژگی های سبکی، نازکی و انعطاف پذیری مشابه OLED هستند و همچنین دارای خلوص رنگ و قابلیت تنظیم طیفی مشابه LED های نیمه هادی III-V هستند.پس از تنها چند سال توسعه، کارایی پروسکایتال ای دی هاقابل مقایسه با فناوری‌های ساطع نور بالغ است.
ساختار دستگاه LED پروسکایت (بالا سمت چپ)؛
فرمول شیمیایی تثبیت کننده مولکولی دوقطبی SFB10 (پایین سمت چپ)
رابطه بین طول عمر دستگاه T50 و درخشندگی (نمودار سمت راست)
با این حال، مشابه سلول های خورشیدی پروسکایت، ناپایداری LED های پروسکایت بزرگترین چالش برای تحقق کاربردهای صنعتی است.در حال حاضر، طول عمر LED های پروسکایت با کارایی بالا به طور کلی در حدود 10-100 ساعت است.طول عمر لازم برای ورود فناوری OLED به صنعتی حداقل 10000 ساعت است.چالش های قابل توجهی در این جهت وجود دارد زیرا نیمه هادی های پروسکایتی می توانند ذاتاً ناپایدار باشند.برای آن خوب استنمایشگر ال ای دی.ساختار کریستالی آن دارای خواص یونی قابل توجهی است و یون ها به راحتی در زیر میدان الکتریکی اعمال شده LED حرکت می کنند و باعث تخریب مواد می شوند.
اخیراً تیم پروفسور دیوید دی و محقق ژائو بائودان از آزمایشگاه کلیدی دولتی ابزارهای نوری مدرن، دانشکده اپتوالکترونیک، دانشگاه ژجیانگ و
مرکز تحقیقات بین المللی فوتونیک پیشرفته، پردیس بین المللی هاینینگ، پیشرفت های مهمی در این راستا داشته است.با استفاده از یک تثبیت کننده مولکولی دوقطبی، آنها به طول عمر بسیار طولانی در LED های پروسکایت دست یافتند که نیازهای کاربردهای عملی را برآورده می کند.
دیوید دی می‌گوید: «این ال‌ای‌دی‌های پروسکایتی با جریان ثابت 5 mA/c㎡ برای 5 ماه متوالی (3600 ساعت) بدون افت روشنایی هدایت می‌شوند.درک LEDبرایP1.56نمایشگر ال ای دی.این دستگاه‌ها بسیار پایدار هستند و برخی از آزمایش‌هایی که هنوز در حال انجام هستند به نظر می‌رسد تکمیل آنها در یک سال یا بیشتر دشوار باشد.برای به دست آوردن داده های طول عمر در یک دوره آزمایشی معقول، آزمایش های پیری تسریع شده LED باید انجام شود.
این LED های پروسکایت نزدیک به مادون قرمز طول عمر بسیار طولانی دارند.برای مثال، با تابش اولیه 2.1 W sr-1 m-2 (جریان 3.2 mA/c㎡)، طول عمر دستگاه T50 تخمین زده شده (زمانی که طول می کشد تا تابش اولیه به 50٪ کاهش یابد 32675 ساعت است. 3.7 سال).قدرت نوری ارائه شده توسط این تابش قابل مقایسه با یک OLED سبز تجاری است که با روشنایی بالای 1000 cd/m2 کار می کند.در تابش کمتر 0.21 W sr-1 m-2 (1/10 روشنایی بالا) یا جریان 0.7 mAc㎡، طول عمر T50 2.4 میلیون ساعت (حدود 270 سال) تخمین زده می شود.
ما معتقدیم که لازم است یک تجزیه و تحلیل طول عمر قابل اعتماد این LED جدید انجام دهیم، که برای آن 62 نقطه داده طول عمر دستگاه را در آزمایش‌های پیری سریع جمع‌آوری کردیم، که وسیع‌ترین چگالی جریان ممکن بین 10-200 mA/c㎡ را پوشش می‌دهد.گو بینگ بینگ گفت.راندمان کوانتومی خارجی الکترولومینسانس (EQE) و راندمان تبدیل انرژی (ECE) دستگاه به ترتیب به 22.8٪ و 20.7٪ رسید که بالاترین بازده LED های پروسکایت مادون قرمز نزدیک است.
نویسندگان دریافتند که این مواد شب تاب پروسکایت ساختارهای کریستالی بسیار پایداری دارند.ژائو بائودان گفت: "ساختار کریستالی این ماده پس از بیش از 322 روز تغییر نکرده است."
آزمایش های طولانی مدت کار و پیری سریع LED های پروسکایت (تصویر سمت چپ).
داده های بازده کوانتومی خارجی دستگاه های کنترل و تثبیت شده (پانل سمت راست)
این نشان می دهد که تثبیت کننده مولکولی دوقطبی به پروسکایت کمک می کند تا فاز کریستالی اصلی خود را با خواص نوری عالی حفظ کند.
مهاجرت یون ها در پروسکایت ها یکی از عوامل مهمی است که منجر به ناپایداری می شود و این مشکل تحت تأثیر ولتاژ اعمال شده در LED ها و ال ای دی ها جدی تر می شود.نمایشگر مینی ال ای دی.گو بینگ‌بینگ گفت: آزمایش‌ها و محاسبات ما نشان می‌دهد که مولکول‌های دوقطبی پیوندهای شیمیایی یا برهم‌کنش‌هایی با یون‌ها در مرزهای دانه پروسکایت ایجاد می‌کنند، که ممکن است دلیل دشواری مهاجرت یون‌ها در پروسکایت‌های ما باشد. آزمایش‌های الکتریکی و نوری که انجام دادیم ژائو بائودان اضافه کرد که با همکاران ما سرکوب پدیده حرکت یونی را نشان داده ایم.
نتایج عمر دستگاه نشان می دهد که مواد پروسکایت از نظر پایداری "نقص ژنتیکی" ندارند.دیوید دی می‌گوید: «نیمه رسانای‌های جدید، مانند پروسکایت‌های متال هالید، به‌طور گسترده‌ای در نظر گرفته می‌شوند که ذاتاً ناپایدار هستند، به ویژه در میدان‌های الکتریکی نسبتاً بالا، مانند کاربردهای LED»."نتایج ما نشان می دهد که دستیابی به دستگاه های پروسکایت پایدار "ماموریت غیرممکن" نیست.
انتظار می‌رود که طول عمر بسیار طولانی دستگاه باعث افزایش اعتماد در زمینه LED پروسکایت شود، زیرا نیاز اساسی پایداری OLEDهای تجاری را برآورده کرده است.این LED های نزدیک به مادون قرمز را می توان در برنامه هایی مانند نمایشگرهای مادون قرمز نزدیک، ارتباطات و زیست شناسی استفاده کرد.اگرچه هنوز دستگاه‌های پروسکایتی با نور مرئی با طول عمر طولانی مشابه ساخته می‌شوند، اما تحقق LEDهای پروسکایت بسیار پایدار راه را برای ورود فناوری لومینسانس پروسکایت به کاربردهای صنعتی هموار می‌کند.
搜索
复制
مشاهده اثر مهاجرت یون پروسکایت تحت میدان الکتریکی با آزمایش تصویربرداری میکروفلورسانس
زمان ارسال: اوت-24-2022