Perovskito šviesos diodas (perovskito LED) – tai naujos kartos šviesą spinduliuojanti technologija, turinti didelį potencialą ekrano, apšvietimo, komunikacijos ir kitose srityse.Perovskito šviesos diodai pasižymi mažomis gamybos sąnaudomis ir reikšmingais techniniais pranašumais: jie pasižymi lengvumo, plonumo ir lankstumo savybėmis, panašiomis į OLED, taip pat turi panašų spalvų grynumą ir spektrinį derinamumą kaip III-V puslaidininkinių šviesos diodų.Tik po kelerių metų plėtros perovskito efektyvumasšviesos diodaiyra panašus į brandžių šviesą skleidžiančių technologijų.
Perovskite LED įrenginio struktūra (viršuje kairėje);
Bipolinio molekulinio stabilizatoriaus SFB10 cheminė formulė (kairėje apačioje)
Ryšys tarp įrenginio T50 eksploatavimo trukmės ir spinduliavimo (dešinėje diagramoje)
Tačiau, kaip ir perovskito saulės elementų, perovskito šviesos diodų nestabilumas yra didžiausias iššūkis įgyvendinant pramoninį pritaikymą.Šiuo metu didelio našumo perovskito šviesos diodų tarnavimo laikas paprastai yra 10–100 valandų.Norint, kad OLED technologija pradėtų veikti industrializacija, reikia mažiausiai 10 000 valandų.Šia kryptimi yra didelių iššūkių, nes perovskito puslaidininkiai gali būti iš esmės nestabilūs.Tai tinkaSkystųjų kristalų ekranas.Jo kristalinė struktūra turi reikšmingų joninių savybių, o jonai lengvai juda veikiant šviesos diodo elektriniam laukui, todėl medžiaga suyra.
Neseniai profesoriaus Davido Di ir mokslininko Zhao Baodano komanda iš Valstybinės pagrindinių šiuolaikinių optinių instrumentų laboratorijos, Optoelektronikos mokyklos, Džedziango universiteto ir
Tarptautinis pažangiosios fotonikos tyrimų centras, Haining International Campus, padarė svarbių laimėjimų šia kryptimi.Naudojant bipolinį molekulinį stabilizatorių, jie pasiekė itin ilgą perovskito šviesos diodų eksploatavimo laiką, atitinkantį praktinio pritaikymo poreikius.
„Šie perovskito šviesos diodai buvo varomi pastovia 5 mA/c㎡ srove 5 mėnesius iš eilės (3600 valandų), nesumažėjus ryškumui“, – sakė Davidas Dee.LED suvokimas.DėlP1.56Skystųjų kristalų ekranas.Šie įrenginiai yra labai stabilūs, o kai kuriuos vis dar vykdomus bandymus sunku atlikti per metus ar ilgiau.Norint gauti viso gyvenimo duomenis per pagrįstą eksperimentinį laikotarpį, reikia atlikti LED pagreitinto senėjimo eksperimentus.
Šie beveik infraraudonųjų spindulių perovskito šviesos diodai pasižymi itin ilgu eksploatavimo laiku.Pavyzdžiui, kai pradinis spindulys yra 2,1 W sr-1 m-2 (srovė 3,2 mA/c㎡), numatomas įrenginio T50 tarnavimo laikas (laikas, per kurį pradinis spindulys sumažėja iki 50 %), yra 32 675 valandos ( 3,7 metų).Šio spinduliavimo optinė galia prilygsta komerciniam žaliajam OLED, veikiančiam dideliu 1000 cd/m2 ryškumu.Esant mažesniam 0,21 W sr-1 m-2 spinduliavimui (1/10 aukščiau nurodyto ryškumo) arba 0,7 mAc㎡ srovei, T50 tarnavimo laikas yra 2,4 milijono valandų (apie 270 metų).
„Manome, kad būtina atlikti patikimą šio naujo šviesos diodo veikimo trukmės analizę, kuriai pagreitinto senėjimo eksperimentuose surinkome 62 įrenginio eksploatavimo trukmės duomenų taškus, apimančius didžiausią įmanomą srovės tankį – 10–200 mA/c㎡.Guo Bingbingas sakė.Įrenginio elektroliuminescencinis išorinis kvantinis efektyvumas (EQE) ir energijos konversijos efektyvumas (ECE) pasiekė atitinkamai 22,8% ir 20,7%, o tai yra didžiausias artimųjų infraraudonųjų spindulių perovskito šviesos diodų efektyvumas.
Autoriai nustatė, kad šios perovskito liuminescencinės medžiagos turi labai stabilias kristalų struktūras.„Medžiagos kristalinė struktūra nepasikeitė po daugiau nei 322 dienų“, – sakė Zhao Baodanas.
Ilgalaikiai perovskito šviesos diodų darbo ir pagreitinto senėjimo eksperimentai (paveikslėlis kairėje);
Išoriniai valdymo ir stabilizuotų prietaisų kvantinio efektyvumo duomenys (dešinysis skydelis)
"Tai rodo, kad bipolinis molekulinis stabilizatorius padeda perovskitui išlaikyti savo pirminę kristalinę fazę, pasižyminčią puikiomis optoelektroninėmis savybėmis. Apdorotų kontrolinių perovskito mėginių kristalų struktūra labai pasikeitė ir per dvi savaites suyra."
Jonų migracija perovskituose yra vienas iš svarbių veiksnių, lemiančių nestabilumą, ir ši problema tampa rimtesnė veikiant šviesos diodų ir šviesos diodų įtampai.Mini LED ekranas."Mūsų eksperimentai ir skaičiavimai rodo, kad bipolinės molekulės sukuria cheminius ryšius arba sąveiką su jonais ties perovskito grūdelių ribomis, - sakė Guo Bingbingas, - tai gali būti priežastis, kodėl jonų migracija tampa sudėtinga mūsų perovskituose. "Mūsų atlikti elektriniai ir optiniai eksperimentai kartu su mūsų bendradarbiais parodė, kad jonų judėjimo reiškinys slopinamas“, – pridūrė Zhao Baodanas.
Prietaiso veikimo rezultatai rodo, kad perovskito medžiagos neturi "genetinių defektų" stabilumo požiūriu.„Nauji puslaidininkiai, tokie kaip metalo halogenidų perovskitai, yra plačiai laikomi iš esmės nestabiliais, ypač esant santykinai dideliems elektriniams laukams, pavyzdžiui, LED taikymams“, - sakė Davidas Dee.„Mūsų rezultatai rodo, kad stabilių perovskito prietaisų pasiekimas nėra „misija neįmanoma“.
Tikimasi, kad itin ilgas įrenginio eksploatavimo laikas padidins pasitikėjimą perovskito LED lauku, nes jis atitiko pagrindinį komerciniams OLED stabilumo reikalavimą.Šie infraraudonųjų spindulių šviesos diodai gali būti naudojami tokiose programose kaip infraraudonųjų spindulių ekranai, ryšiai ir biologija.Nors dar reikia sukurti matomos šviesos perovskito prietaisus, kurių ilgaamžiškumas yra panašus, itin stabilių perovskito šviesos diodų realizavimas atveria kelią perovskito liuminescencijos technologijai patekti į pramonę.
搜索
复制
Perovskito jonų migracijos poveikio elektriniame lauke stebėjimas mikrofluorescencinio vaizdo eksperimentu
Paskelbimo laikas: 2022-08-24