პეროვსკიტის სინათლის დიოდი (პეროვსკიტის LED) არის ახალი თაობის სინათლის გამოსხივების ტექნოლოგია, რომელსაც აქვს დიდი პოტენციალი ჩვენების, განათების, კომუნიკაციისა და სხვა სფეროებში.Perovskite LED-ებს აქვთ წარმოების დაბალი ღირებულება და მნიშვნელოვანი ტექნიკური უპირატესობები: მათ აქვთ OLED-ის მსგავსი სიმსუბუქის, სიმსუბუქის და მოქნილობის მახასიათებლები, ასევე აქვთ მსგავსი ფერის სისუფთავე და სპექტრული რეგულირება III-V ნახევარგამტარული LED-ების მიმართ.მხოლოდ რამდენიმე წლის განვითარების შემდეგ, პეროვსკიტის ეფექტურობაLED-ებიშედარებულია სინათლის გამოსხივების მომწიფებულ ტექნოლოგიებთან.
Perovskite LED მოწყობილობის სტრუქტურა (ზედა მარცხნივ);
ბიპოლარული მოლეკულური სტაბილიზატორის SFB10 ქიმიური ფორმულა (ქვემოდან მარცხნივ)
კავშირი მოწყობილობის T50 სიცოცხლის ხანგრძლივობასა და გასხივოსნებას შორის (მარჯვენა გრაფიკი)
თუმცა, პეროვსკიტის მზის უჯრედების მსგავსად, პეროვსკიტის LED-ების არასტაბილურობა ყველაზე დიდი გამოწვევაა სამრეწველო გამოყენებისთვის.დღეისათვის, მაღალი ხარისხის პეროვსკიტის LED-ების სიცოცხლის ხანგრძლივობა ჩვეულებრივ შეადგენს 10-100 საათს.OLED ტექნოლოგიის ინდუსტრიალიზაციისთვის საჭირო სიცოცხლის ხანგრძლივობა მინიმუმ 10000 საათია.ამ მიმართულებით მნიშვნელოვანი გამოწვევებია, რადგან პეროვსკიტის ნახევარგამტარები შეიძლება იყოს არსებითად არასტაბილური.ეს კარგიაLED დისპლეი.მის კრისტალურ სტრუქტურას აქვს მნიშვნელოვანი იონური თვისებები და იონები ადვილად მოძრაობენ LED-ის გამოყენებული ელექტრული ველის ქვეშ, რაც იწვევს მასალის დეგრადაციას.
ცოტა ხნის წინ, პროფესორ დევიდ დისა და მკვლევარ ჟაო ბაოდანის გუნდმა თანამედროვე ოპტიკური ინსტრუმენტების სახელმწიფო საკვანძო ლაბორატორიიდან, ოპტოელექტრონიკის სკოლიდან, ჟეჯიანის უნივერსიტეტიდან და
მოწინავე ფოტონიკის საერთაშორისო კვლევითი ცენტრმა, ჰაინინგის საერთაშორისო კამპუსმა, მნიშვნელოვანი გარღვევა მოახდინა ამ მიმართულებით.ბიპოლარული მოლეკულური სტაბილიზატორის გამოყენებით, მათ მიაღწიეს ულტრა ხანგრძლივ მუშაობის ხანგრძლივობას პეროვსკიტის LED-ებში, რომლებიც აკმაყოფილებს პრაქტიკული გამოყენების საჭიროებებს.
„ეს პეროვსკიტის LED-ები ამოძრავებდა მუდმივი დენით 5 mA/c㎡ ზედიზედ 5 თვის განმავლობაში (3600 საათი) სიკაშკაშის ვარდნის გარეშე“, - თქვა დევიდ დიმ.LED აღქმა.ამისთვისP1.56LED დისპლეი.ეს მოწყობილობები ძალიან სტაბილურია და ზოგიერთი ტესტი, რომელიც ჯერ კიდევ მიმდინარეობს, რთულია ერთი წლის ან მეტის განმავლობაში დასრულება.იმისათვის, რომ მივიღოთ სიცოცხლის ხანგრძლივობა გონივრულ ექსპერიმენტულ პერიოდში, LED დაჩქარებული დაბერების ექსპერიმენტები უნდა ჩატარდეს.
ეს ახლო ინფრაწითელი პეროვსკიტის LED-ები აჩვენებენ ულტრა ხანგრძლივ მუშაობის ხანგრძლივობას.მაგალითად, საწყისი გამოსხივებით 2,1 W sr-1 m-2 (დენი 3,2 mA/c㎡), მოწყობილობის სავარაუდო სიცოცხლის ხანგრძლივობა T50 (დრო, რომელიც სჭირდება საწყისი გასხივოსნების 50%-მდე შემცირებას) არის 32675 საათი ( 3.7 წელი).ამ გასხივოსნებით მოწოდებული ოპტიკური სიმძლავრე შედარებულია კომერციულ მწვანე OLED-თან, რომელიც მუშაობს მაღალი სიკაშკაშით 1000 cd/m2.0,21 W sr-1 m-2 (ზემოთ მოყვანილი სიკაშკაშის 1/10) ან 0,7 mAc ㎡ დენის დროს, T50 სიცოცხლის ხანგრძლივობა შეფასებულია 2,4 მილიონ საათად (დაახლოებით 270 წელი).
„ჩვენ გვჯერა, რომ აუცილებელია ამ ახალი LED-ის სიცოცხლის საიმედო ანალიზის ჩატარება, რისთვისაც ჩვენ შევაგროვეთ 62 მოწყობილობის სიცოცხლის ხანგრძლივობა დაჩქარებული დაბერების ექსპერიმენტებში, რაც მოიცავს მაქსიმალურ შესაძლო დენის სიმკვრივეს 10-200 mA/c㎡ დიაპაზონს.თქვა გუო ბინგბინგმა.მოწყობილობის ელექტროლუმინესცენციის გარე კვანტური ეფექტურობა (EQE) და ენერგიის გარდაქმნის ეფექტურობამ (ECE) მიაღწია შესაბამისად 22.8% და 20.7%, რაც ახლო ინფრაწითელი პეროვსკიტის LED-ების ყველაზე მაღალი ეფექტურობაა.
ავტორებმა დაადგინეს, რომ ამ პეროვსკიტის ლუმინესცენტურ მასალებს აქვთ ძალიან სტაბილური კრისტალური სტრუქტურა.”მასალის კრისტალური სტრუქტურა არ შეცვლილა 322 დღეზე მეტი ხნის შემდეგ”, - თქვა ჟაო ბაოდანმა.
პეროვსკიტის LED-ების ხანგრძლივი მუშაობის და დაჩქარებული დაბერების ექსპერიმენტები (მარცხნივ სურათი);
კონტროლისა და სტაბილიზირებული მოწყობილობების კვანტური ეფექტურობის გარე მონაცემები (მარჯვენა პანელი)
"ეს გვიჩვენებს, რომ ბიპოლარული მოლეკულური სტაბილიზატორი ეხმარება პეროვსიტს შეინარჩუნოს თავისი ორიგინალური კრისტალური ფაზა შესანიშნავი ოპტოელექტრონული თვისებებით. დამუშავებული საკონტროლო პეროვსკიტის ნიმუშების კრისტალური სტრუქტურა მნიშვნელოვნად შეიცვალა და დეგრადირებულია ორ კვირაში."
პეროვსიტებში იონების მიგრაცია არის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ფაქტორი, რომელიც იწვევს არასტაბილურობას და ეს პრობლემა უფრო სერიოზული ხდება LED-ებში გამოყენებული ძაბვის გავლენის ქვეშ და.მინი LED დისპლეი."ჩვენი ექსპერიმენტები და გამოთვლები აჩვენებს, რომ ბიპოლარული მოლეკულები ქმნიან ქიმიურ კავშირებს ან ურთიერთქმედებას იონებთან პეროვსკიტის მარცვლის საზღვრებზე", - თქვა გუო ბინგბინგმა, "რაც შეიძლება იყოს მიზეზი იმისა, რომ იონების მიგრაცია გართულდეს ჩვენს პეროვსკიტებში. "ელექტრული და ოპტიკური ექსპერიმენტები, რომლებიც ჩვენ ჩავატარეთ. ჩვენმა თანამშრომლებმა აჩვენეს იონების მოძრაობის ფენომენის ჩახშობა“, - დასძინა ჟაო ბაოდანმა.
მოწყობილობის სიცოცხლის შედეგები აჩვენებს, რომ პეროვსკის მასალებს არ აქვთ „გენეტიკური დეფექტები“ სტაბილურობის თვალსაზრისით.„ახალი ნახევარგამტარები, როგორიცაა მეტალის ჰალოიდ პეროვსკიტები, ფართოდ განიხილება, როგორც არსებითად არასტაბილური, განსაკუთრებით შედარებით მაღალ ელექტრულ ველებში, როგორიცაა LED აპლიკაციებში“, - თქვა დევიდ დიმ."ჩვენი შედეგები აჩვენებს, რომ პეროვსკიტის სტაბილური მოწყობილობების მიღწევა არ არის "შეუძლებელი მისია".
მოსალოდნელია, რომ მოწყობილობის ულტრა ხანგრძლივი სიცოცხლე გაზრდის ნდობას პეროვსკიტის LED ველში, რადგან მან დააკმაყოფილა კომერციული OLED-ების სტაბილურობის ძირითადი მოთხოვნა.ეს ახლო ინფრაწითელი LED-ები შეიძლება გამოყენებულ იქნას აპლიკაციებში, როგორიცაა ახლო ინფრაწითელი ეკრანები, კომუნიკაციები და ბიოლოგია.მიუხედავად იმისა, რომ ხილული სინათლის პეროვსკიტის მოწყობილობების მსგავსი ხანგრძლივი სიცოცხლე ჯერ კიდევ არ არის შემუშავებული, ულტრა სტაბილური პეროვსკიტის LED-ების რეალიზაცია გზას უხსნის პეროვსკიტის ლუმინესცენციის ტექნოლოგიას ინდუსტრიულ აპლიკაციებში.
搜索
复制
პეროვსკიტის იონების მიგრაციის ეფექტის დაკვირვება ელექტრული ველის ქვეშ მიკროფლორესცენტული გამოსახულების ექსპერიმენტით
გამოქვეყნების დრო: აგვისტო-24-2022