Perovskite svjetleća dioda (perovskite LED) je nova generacija tehnologije emitiranja svjetla s velikim potencijalom u prikazu, rasvjeti, komunikaciji i drugim poljima.Perovskite LED imaju niske troškove proizvodnje i značajne tehničke prednosti: imaju karakteristike lakoće, tankoće i fleksibilnosti slične OLED-ima, a također imaju sličnu čistoću boja i spektralnu prilagodljivost kao III-V poluvodičke LED.Nakon samo nekoliko godina razvoja, učinkovitost perovskitaLED diodeusporediva je s onom kod zrelih tehnologija emitiranja svjetlosti.
Perovskite LED struktura uređaja (gore lijevo);
Kemijska formula bipolarnog molekularnog stabilizatora SFB10 (dolje lijevo)
Odnos između vijeka trajanja uređaja T50 i zračenja (desni grafikon)
Međutim, slično perovskitnim solarnim ćelijama, nestabilnost perovskitnih LED dioda najveći je izazov za realizaciju industrijske primjene.Trenutačno je životni vijek perovskitnih LED dioda visokih performansi općenito reda veličine 10-100 sati.Životni vijek potreban da OLED tehnologija uđe u industrijalizaciju je najmanje 10.000 sati.U tom smjeru postoje značajni izazovi jer perovskitni poluvodiči mogu biti intrinzično nestabilni.Dobar je zaLED zaslon.Njegova kristalna struktura ima značajna ionska svojstva, a ioni se lako kreću pod primijenjenim električnim poljem LED-a, uzrokujući degradaciju materijala.
Nedavno je tim profesora Davida Dija i istraživača Zhaoa Baodana iz Državnog ključnog laboratorija modernih optičkih instrumenata, Fakulteta za optoelektroniku, Sveučilišta Zhejiang i
Međunarodni istraživački centar za naprednu fotoniku, Haining International Campus, napravio je važne pomake u ovom smjeru.Koristeći bipolarni molekularni stabilizator, postigli su ultra-duge radne vijekove perovskitnih LED dioda koje zadovoljavaju potrebe praktičnih primjena.
"Ove perovskitne LED diode pokretale su konstantnom strujom od 5 mA/c㎡ 5 uzastopnih mjeseci (3600 sati) bez pada svjetline", rekao je David Dee.LED percepcija.ZaP1.56LED zaslon.Ovi su uređaji vrlo stabilni, a čini se da je neke testove koji su još u tijeku teško dovršiti u roku od godinu dana ili više.Kako bi se dobili podaci o životnom vijeku unutar razumnog eksperimentalnog razdoblja, potrebno je provesti eksperimente LED ubrzanog starenja.”
Ove blisko infracrvene perovskitne LED diode pokazuju ultra dug životni vijek.Na primjer, s početnim zračenjem od 2,1 W sr-1 m-2 (struja od 3,2 mA/c㎡), procijenjeni životni vijek uređaja T50 (vrijeme koje je potrebno da se početno zračenje smanji na 50%) je 32675 sati ( 3,7 godina).Optička snaga koju pruža ovo zračenje usporediva je s komercijalnim zelenim OLED-om koji radi pri visokoj svjetlini od 1000 cd/m2.Pri nižoj radijanciji od 0,21 W sr-1 m-2 (1/10 gornje svjetline) ili struji od 0,7 mAc㎡, životni vijek T50 procjenjuje se na 2,4 milijuna sati (oko 270 godina).
"Vjerujemo da je potrebno izvršiti pouzdanu analizu životnog vijeka ove nove LED diode, za koju smo prikupili 62 podatkovne točke životnog vijeka uređaja u eksperimentima ubrzanog starenja, pokrivajući najširi mogući raspon gustoće struje od 10-200 mA/c㎡."rekao je Guo Bingbing.Vanjska kvantna učinkovitost elektroluminiscencije (EQE) i učinkovitost pretvorbe energije (ECE) uređaja dosegle su 22,8% odnosno 20,7%, što je najveća učinkovitost blisko infracrvenih perovskitnih LED dioda.
Autori su otkrili da ti perovskitni luminiscentni materijali imaju vrlo stabilne kristalne strukture."Kristalna struktura materijala nije se promijenila nakon više od 322 dana", rekao je Zhao Baodan.
Dugogodišnji rad i eksperimenti s ubrzanim starenjem perovskitnih LED dioda (lijeva slika);
Vanjski podaci o kvantnoj učinkovitosti kontrolnih i stabiliziranih uređaja (desna ploča)
"Ovo pokazuje da bipolarni molekularni stabilizator pomaže perovskitu da zadrži svoju izvornu kristalnu fazu s izvrsnim optoelektroničkim svojstvima. Kristalna struktura tretiranih kontrolnih uzoraka perovskita značajno se promijenila i degradirala unutar dva tjedna."
Migracija iona u perovskitima jedan je od važnih čimbenika koji dovode do nestabilnosti, a ovaj problem postaje ozbiljniji pod utjecajem primijenjenog napona u LED diodama iMini LED zaslon."Naši eksperimenti i izračuni pokazuju da bipolarne molekule stvaraju kemijske veze ili interakcije s ionima na granicama zrna perovskita", rekao je Guo Bingbing, "što može biti razlog zašto migracija iona postaje teška u našim perovskitima. "Električni i optički eksperimenti koje smo proveli s našim suradnicima pokazali su potiskivanje fenomena kretanja iona", dodao je Zhao Baodan.
Rezultati životnog vijeka uređaja pokazuju da perovskitni materijali nemaju "genetske nedostatke" u smislu stabilnosti."Novi poluvodiči, kao što su perovskiti metalnih halogenida, naširoko se smatraju intrinzično 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-dugi životni vijek uređaja povećati povjerenje u perovskitno LED polje, budući da je ispunio osnovni zahtjev stabilnosti za komercijalne OLED-ove.Ove LED diode bliske infracrvenom mogu se koristiti u aplikacijama kao što su zasloni bliske infracrvenom, komunikacije i biologija.Iako još treba razviti perovskitne uređaje s vidljivim svjetlom sa sličnim dugim vijekom trajanja, realizacija ultra-stabilnih perovskitnih LED dioda utire put tehnologiji perovskitne luminescencije za ulazak u industrijske primjene.
搜索
复制
Promatranje učinka ionske migracije perovskita pod električnim poljem eksperimentom mikrofluorescentne slike
Vrijeme objave: 24. kolovoza 2022