Perovskite ljósdíóða (perovskite LED) er ný kynslóð ljósgjafatækni með mikla möguleika á skjá, lýsingu, samskiptum og öðrum sviðum.Perovskite LED hafa lágan framleiðslukostnað og umtalsverða tæknilega kosti: þau hafa einkenni léttleika, þunnleika og sveigjanleika svipað og OLED, og hafa einnig svipaðan lithreinleika og litrófsstillingar og III-V hálfleiðara LED.Eftir aðeins nokkur ár af þróun, skilvirkni perovskiteLEDer sambærilegt við þroskaða ljósgeislatækni.
Perovskite LED tæki uppbygging (efst til vinstri);
Efnaformúla tvískauta sameindastöðugleikaefnisins SFB10 (neðst til vinstri)
Tengsl milli endingartíma tækis T50 og útgeislunar (hægra graf)
Hins vegar, svipað og perovskite sólarsellur, er óstöðugleiki perovskite LEDs stærsta áskorunin til að átta sig á iðnaðarnotkun.Sem stendur er líftími hágæða perovskite LED ljósdíóða yfirleitt á bilinu 10-100 klukkustundir.Líftíminn sem þarf til að OLED tækni geti farið í iðnvæðingu er að minnsta kosti 10.000 klukkustundir.Það eru verulegar áskoranir í þessa átt vegna þess að perovskite hálfleiðarar geta verið óstöðugir í eðli sínu.Það er gott fyrirLED skjár.Kristalbygging þess hefur umtalsverða jónaeiginleika og jónir flytjast auðveldlega undir beitt rafsviði LED, sem veldur því að efnið brotnar niður.
Nýlega var teymi prófessors David Di og vísindamannsins Zhao Baodan frá State Key Laboratory of Modern Optical Instruments, School of Optoelectronics, Zhejiang University og
International Research Center of Advanced Photonics, Haining International Campus, hefur náð mikilvægum byltingum í þessa átt.Með því að nota tvískauta sameindastöðugleika náðu þeir ofurlangan endingartíma í perovskite LED sem uppfylla þarfir hagnýtrar notkunar.
„Þessar perovskite LED voru knúnar áfram af stöðugum straumi 5 mA/c㎡ í 5 mánuði í röð (3600 klukkustundir) án þess að birta minnkaði,“ sagði David Dee.LED skynjun.FyrirP1.56LED skjár.Þessi tæki eru mjög stöðug og sum próf sem enn eru í gangi virðast vera erfitt að klára innan árs eða lengur.Til þess að fá lífstímagögn innan hæfilegs tilraunatímabils þarf að gera tilraunir með LED hraða öldrun.“
Þessar nær-innrauðu perovskite LED sýna mjög langan endingartíma.Til dæmis, með upphafsgeislun upp á 2,1 W sr-1 m-2 (straumur 3,2 mA/c㎡), er áætlaður líftími tækis T50 (tíminn sem það tekur fyrir upphafsgeislun að minnka í 50%) 32675 klst. 3,7 ár).Sjónaflið sem þessi útgeislun veitir er sambærilegt við grænt OLED í atvinnuskyni sem starfar við hátt birtustig 1000 cd/m2.Við lægri útgeislun upp á 0,21 W sr-1 m-2 (1/10 af birtustigi hér að ofan) eða straum sem er 0,7 mAc㎡, er líftími T50 áætlaður 2,4 milljónir klukkustunda (um 270 ár).
„Við teljum nauðsynlegt að framkvæma áreiðanlega líftímagreiningu á þessari nýju LED, sem við söfnuðum 62 gagnapunktum fyrir endingartíma tækis í tilraunum með hraðari öldrun, sem ná yfir víðtækasta mögulega straumþéttleika á bilinu 10-200 mA/c㎡.sagði Guo Bingbing.Rafljómun ytri skammtavirkni (EQE) og orkuumbreytingarnýtni (ECE) tækisins náðu 22,8% og 20,7%, í sömu röð, sem er mesta skilvirkni nær-innrauðra perovskite LED.
Höfundarnir komust að því að þessi perovskite lýsandi efni hafa mjög stöðuga kristalbyggingu."Kristalbygging efnisins hefur ekki breyst eftir meira en 322 daga," sagði Zhao Baodan.
Langtímavinnu og hröðun öldrunartilraunir á perovskite LED (vinstri mynd);
Ytri skammtavirknigögn stjórnunar og stöðugra tækja (hægri spjaldið)
"Þetta sýnir að tvískauta sameindastöðugefnið hjálpar peróskítinu að viðhalda upprunalegum kristalfasa sínum með framúrskarandi sjónrænum eiginleikum. Kristalbyggingin á meðhöndluðu viðmiðunarperóskítsýnunum breyttist verulega og brotnaði niður innan tveggja vikna."
Jónaflutningur í perovskites er einn mikilvægasti þátturinn sem leiðir til óstöðugleika og þetta vandamál verður alvarlegra undir áhrifum beittrar spennu í LED ogLítill LED skjár."Tilraunir okkar og útreikningar sýna að tvískauta sameindir búa til efnatengi eða víxlverkun við jónir á mörkum peróskítkorna," sagði Guo Bingbing, "sem gæti verið ástæðan fyrir því að jónaflutningur verður erfiður í perovskítunum okkar. "Rafmagns- og sjóntilraunirnar sem við gerðum. út með samstarfsaðilum okkar hafa sýnt bælinguna á jónahreyfingunni,“ bætti Zhao Baodan við.
Niðurstöður líftíma tækisins sýna að perovskítefni hafa enga "erfðafræðilega galla" hvað varðar stöðugleika."Nýir hálfleiðarar, eins og málmhalíð peróskítar, eru almennt taldir vera óstöðugir í eðli sínu, sérstaklega við tiltölulega hátt rafsvið, eins og í LED forritum," sagði David Dee.„Niðurstöður okkar sýna að það að ná stöðugum perovskite-tækjum er ekki „mission impossible““.
Gert er ráð fyrir að ofurlangur endingartími tækisins auki traust á perovskite LED sviðinu, þar sem það hefur uppfyllt grunnkröfuna um stöðugleika fyrir OLED í atvinnuskyni.Þessar nær-innrauðu LED-ljós er hægt að nota í forritum eins og nær-innrauða skjái, fjarskipti og líffræði.Þrátt fyrir að enn sé eftir að þróa sýnilegt ljós perovskite tæki með svipaðan langan endingartíma, þá ryður framkvæmd mjög stöðugra perovskite LEDs leiðina fyrir perovskite luminescence tækni til að komast inn í iðnaðarnotkun.
搜索
复制
Athugun á jónaflutningsáhrifum peróskíts undir rafsviði með örflúrljómun
Birtingartími: 24. ágúst 2022