O díodo emisor de luz de perovskita (perovskita LED) é unha nova xeración de tecnoloxía emisora de luz con gran potencial en visualización, iluminación, comunicación e outros campos.Os LED de perovskita teñen custos de produción baixos e vantaxes técnicas importantes: teñen características de lixeireza, delgadez e flexibilidade semellantes aos OLED, e tamén teñen unha pureza de cor e unha sintonización espectral semellantes aos LED de semicondutores III-V.Despois de só uns anos de desenvolvemento, a eficiencia da perovskitaLEDsé comparable ao das tecnoloxías emisoras de luz maduras.
Estrutura do dispositivo LED de perovskita (arriba á esquerda);
Fórmula química do estabilizador molecular bipolar SFB10 (abajo esquerdo)
Relación entre a vida útil do dispositivo T50 e a luminosidade (gráfico da dereita)
Non obstante, de xeito similar ás células solares de perovskita, a inestabilidade dos LED de perovskita é o maior desafío para realizar aplicacións industriais.Na actualidade, a vida útil dos LED de perovskita de alto rendemento é xeralmente da orde de 10-100 horas.A vida útil necesaria para que a tecnoloxía OLED entre na industrialización é de polo menos 10.000 horas.Hai desafíos significativos nesta dirección porque os semicondutores de perovskita poden ser intrínsecamente inestables.É bo paraPantalla LED.A súa estrutura cristalina ten propiedades iónicas significativas, e os ións móvense facilmente baixo o campo eléctrico aplicado do LED, facendo que o material se degrade.
Recentemente, o equipo do profesor David Di e do investigador Zhao Baodan do Laboratorio Estatal de Instrumentos Ópticos Modernos, da Escola de Optoelectrónica, da Universidade de Zhejiang e da Universidade de Zhejiang.
O Centro Internacional de Investigación de Fotónica Avanzada, o Campus Internacional de Haining, lograron importantes avances nesta dirección.Usando un estabilizador molecular bipolar, conseguiron unha vida útil ultra longa en LED de perovskita que satisfacen as necesidades de aplicacións prácticas.
"Estes LED de perovskita foron impulsados por unha corrente constante de 5 mA/c㎡ durante 5 meses consecutivos (3600 horas) sen caída de brillo", dixo David Dee.Percepción LED.ParaP1.56Pantalla LED.Estes dispositivos son moi estables e algunhas probas que aínda están en curso parecen ser difíciles de completar nun ano ou máis.Para obter datos de por vida nun período experimental razoable, hai que levar a cabo experimentos de envellecemento acelerado con LED".
Estes LED de perovskita de infravermellos próximos presentan unha vida útil ultra longa.Por exemplo, cunha radiación inicial de 2,1 W sr-1 m-2 (corrente de 3,2 mA/c㎡), a vida útil estimada do dispositivo T50 (o tempo que tarda en diminuír a radiación inicial ata o 50%) é de 32675 horas ( 3,7 anos).A potencia óptica proporcionada por este resplandor é comparable a un OLED verde comercial que funciona cun alto brillo de 1000 cd/m2.Cunha radiación inferior de 0,21 W sr-1 m-2 (1/10 do brillo anterior) ou unha corrente de 0,7 mAc㎡, a vida útil do T50 estímase en 2,4 millóns de horas (uns 270 anos).
"Cremos que é necesario realizar unha análise fiable do tempo de vida deste novo LED, para o que recollemos 62 puntos de datos de vida útil do dispositivo en experimentos de envellecemento acelerado, cubrindo a densidade de corrente máis ampla posible de 10-200 mA/c㎡ rango".dixo Guo Bingbing.A eficiencia cuántica externa de electroluminiscencia (EQE) e a eficiencia de conversión de enerxía (ECE) do dispositivo alcanzaron o 22,8% e o 20,7%, respectivamente, que son as eficiencias máis altas dos LED de perovskita do infravermello próximo.
Os autores descubriron que estes materiais luminiscentes de perovskita teñen estruturas cristalinas moi estables."A estrutura cristalina do material non cambiou despois de máis de 322 días", dixo Zhao Baodan.
Experimentos de longo tempo e envellecemento acelerado de LED de perovskita (imaxe da esquerda);
Datos de eficiencia cuántica externa dos dispositivos de control e estabilizados (panel dereito)
"Isto mostra que o estabilizador molecular bipolar axuda á perovskita a manter a súa fase cristalina orixinal con excelentes propiedades optoelectrónicas. A estrutura cristalina das mostras de perovskita de control tratadas cambiou significativamente e degradouse en dúas semanas".
A migración de ións nas perovskitas é un dos factores importantes que conducen á inestabilidade, e este problema faise máis grave baixo a influencia da tensión aplicada nos LED eMini pantalla LED."Os nosos experimentos e cálculos mostran que as moléculas bipolares crean enlaces químicos ou interaccións cos ións nos límites dos grans de perovskita", dixo Guo Bingbing, "que pode ser a razón pola que a migración dos iones se fai difícil nas nosas perovskitas. "Os experimentos eléctricos e ópticos que levamos. cos nosos colaboradores demostraron a supresión do fenómeno do movemento iónico", engadiu Zhao Baodan.
Os resultados da vida útil do dispositivo mostran que os materiais de perovskita non teñen "defectos xenéticos" en termos de estabilidade."Os novos semicondutores, como as perovskitas de halogenuros metálicos, considéranse amplamente intrínsecamente inestables, especialmente en campos eléctricos relativamente altos, como nas aplicacións LED", dixo David Dee."Os nosos resultados mostran que conseguir dispositivos de perovskita estables non é unha misión imposible".
Espérase que a vida útil ultralonga do dispositivo aumente a confianza no campo LED de perovskita, xa que cumpriu o requisito básico de estabilidade para os OLED comerciais.Estes LED de infravermellos próximos pódense usar en aplicacións como pantallas de infravermellos próximos, comunicacións e bioloxía.Aínda que aínda quedan por desenvolver dispositivos de perovskita de luz visible cunha longa vida útil, a realización de LED de perovskita ultra-estables allana o camiño para que a tecnoloxía de luminiscencia de perovskita entre en aplicacións industriais.
搜索
复制
Observación do efecto de migración iónica da perovskita baixo campo eléctrico mediante un experimento de imaxe de microfluorescencia
Hora de publicación: 24-ago-2022