Perovskīta gaismas diode (perovskīta LED) ir jaunas paaudzes gaismu izstarojoša tehnoloģija ar lielu potenciālu displejā, apgaismojumā, komunikācijā un citās jomās.Perovskīta gaismas diodēm ir zemas ražošanas izmaksas un ievērojamas tehniskās priekšrocības: tām ir līdzīgas viegluma, plānas un elastības īpašības kā OLED, kā arī tām ir līdzīga krāsu tīrība un spektrālā regulējamība kā III-V pusvadītāju gaismas diodēm.Jau pēc dažu gadu attīstības perovskīta efektivitāteGaismas diodesir salīdzināms ar nobriedušām gaismu izstarojošām tehnoloģijām.
Perovskite LED ierīces struktūra (augšējā kreisajā pusē);
Bipolārā molekulārā stabilizatora SFB10 ķīmiskā formula (apakšā pa kreisi)
Saistība starp ierīces T50 kalpošanas laiku un spožumu (diagramma labajā pusē)
Tomēr, līdzīgi kā perovskīta saules baterijām, perovskīta gaismas diožu nestabilitāte ir lielākais izaicinājums rūpniecisko lietojumu realizēšanai.Pašlaik augstas veiktspējas perovskīta gaismas diožu kalpošanas laiks parasti ir 10–100 stundas.OLED tehnoloģijai nepieciešamais kalpošanas laiks industrializācijai ir vismaz 10 000 stundu.Šajā virzienā ir ievērojamas problēmas, jo perovskīta pusvadītāji pēc būtības var būt nestabili.Tas ir labs priekšLED displejs.Tā kristāliskajai struktūrai ir ievērojamas jonu īpašības, un joni viegli pārvietojas zem LED elektriskā lauka, izraisot materiāla noārdīšanos.
Nesen profesora Deivida Di un pētnieka Džao Baodana komanda no Valsts galvenās mūsdienu optisko instrumentu laboratorijas, Optoelektronikas skolas, Džedzjanas universitātes un
Starptautiskais uzlabotās fotonikas pētniecības centrs Haining International Campus ir guvis nozīmīgus sasniegumus šajā virzienā.Izmantojot bipolāru molekulāro stabilizatoru, tie sasniedza īpaši ilgu darbības laiku perovskīta gaismas diodēs, kas atbilst praktisko lietojumu vajadzībām.
"Šīs perovskīta gaismas diodes tika darbinātas ar pastāvīgu strāvu 5 mA/c㎡ 5 mēnešus pēc kārtas (3600 stundas) bez spilgtuma krituma," sacīja Deivids Dī.LED uztvere.PriekšP1.56LED displejs.Šīs ierīces ir ļoti stabilas, un šķiet, ka dažus testus, kas joprojām notiek, ir grūti pabeigt gada vai ilgāka laika periodā.Lai iegūtu mūža datus saprātīgā eksperimenta periodā, ir jāveic LED paātrinātas novecošanas eksperimenti.
Šīm gandrīz infrasarkanajām perovskīta gaismas diodēm ir īpaši ilgs darbības laiks.Piemēram, ar sākotnējo spožumu 2,1 W sr-1 m-2 (strāva 3,2 mA/c㎡), paredzamais ierīces T50 kalpošanas laiks (laiks, kas nepieciešams, lai sākotnējais spožums samazinātos līdz 50%), ir 32 675 stundas ( 3,7 gadi).Šī mirdzuma nodrošinātā optiskā jauda ir salīdzināma ar komerciālu zaļo OLED, kas darbojas ar lielu spilgtumu 1000 cd/m2.Pie mazāka starojuma 0,21 W sr-1 m-2 (1/10 no iepriekš minētā spilgtuma) vai strāva 0,7 mAc㎡, T50 kalpošanas laiks tiek lēsts 2,4 miljoni stundu (apmēram 270 gadi).
"Mēs uzskatām, ka ir nepieciešams veikt uzticamu šīs jaunās gaismas diodes kalpošanas laika analīzi, kurai paātrinātās novecošanas eksperimentos savācām 62 ierīces kalpošanas laika datu punktus, aptverot visplašāko iespējamo strāvas blīvumu 10-200 mA/c㎡."Guo Bingbings teica.Ierīces elektroluminiscences ārējā kvantu efektivitāte (EQE) un enerģijas pārveidošanas efektivitāte (ECE) sasniedza attiecīgi 22,8% un 20,7%, kas ir gandrīz infrasarkano perovskīta gaismas diožu augstākā efektivitāte.
Autori atklāja, ka šiem perovskīta luminiscējošiem materiāliem ir ļoti stabilas kristāla struktūras."Materiāla kristāliskā struktūra nav mainījusies pēc vairāk nekā 322 dienām," sacīja Džao Baodans.
Perovskīta gaismas diožu ilgstošas darbības un paātrinātas novecošanas eksperimenti (attēls pa kreisi);
Vadības un stabilizēto ierīču ārējie kvantu efektivitātes dati (labais panelis)
"Tas parāda, ka bipolārais molekulārais stabilizators palīdz perovskītam saglabāt sākotnējo kristāla fāzi ar izcilām optoelektroniskām īpašībām. Apstrādāto kontroles perovskīta paraugu kristāliskā struktūra būtiski mainījās un noārdījās divu nedēļu laikā."
Jonu migrācija perovskītos ir viens no svarīgiem faktoriem, kas izraisa nestabilitāti, un šī problēma kļūst nopietnāka LED un gaismas diodes pielietotā sprieguma ietekmē.Mini LED displejs."Mūsu eksperimenti un aprēķini liecina, ka bipolārās molekulas rada ķīmiskas saites vai mijiedarbību ar joniem pie perovskīta graudu robežām," sacīja Guo Bingbings, "kas var būt iemesls, kāpēc jonu migrācija mūsu perovskītos kļūst sarežģīta. "Mēs veicām elektriskos un optiskos eksperimentus. sadarbībā ar mūsu līdzstrādniekiem ir parādījuši jonu kustības fenomena nomākšanu," piebilda Džao Baodans.
Ierīces dzīves rezultāti liecina, ka perovskīta materiāliem stabilitātes ziņā nav "ģenētisku defektu"."Jauni pusvadītāji, piemēram, metālu halogenīdu perovskīti, tiek plaši uzskatīti par būtībā nestabiliem, jo īpaši salīdzinoši lielos elektriskajos laukos, piemēram, LED lietojumos," sacīja Deivids Dī."Mūsu rezultāti liecina, ka stabilu perovskīta ierīču sasniegšana nav" neiespējamā misija".
Paredzams, ka īpaši garais ierīces kalpošanas laiks palielinās pārliecību par perovskīta LED lauku, jo tas ir izpildījis komerciālo OLED pamatprasību par stabilitāti.Šīs tuvās infrasarkanās gaismas diodes var izmantot tādās lietojumprogrammās kā infrasarkano staru displeji, sakari un bioloģija.Lai gan vēl ir jāizstrādā redzamās gaismas perovskīta ierīces ar līdzīgu ilgu kalpošanas laiku, īpaši stabilu perovskīta gaismas diožu realizācija paver ceļu perovskīta luminiscences tehnoloģijai rūpnieciskos lietojumos.
搜索
复制
Perovskīta jonu migrācijas efekta novērošana elektriskā laukā ar mikrofluorescences attēlveidošanas eksperimentu
Publicēšanas laiks: 24. augusts 2022