Diod pemancar cahaya perovskite (LED perovskite) ialah generasi baharu teknologi pemancar cahaya dengan potensi besar dalam paparan, pencahayaan, komunikasi dan bidang lain.LED Perovskite mempunyai kos pengeluaran yang rendah dan kelebihan teknikal yang ketara: mereka mempunyai ciri-ciri ringan, nipis dan fleksibiliti yang serupa dengan OLED, dan juga mempunyai ketulenan warna yang serupa dan kebolehtunaian spektrum kepada LED semikonduktor III-V.Selepas hanya beberapa tahun pembangunan, kecekapan perovskiteLEDadalah setanding dengan teknologi pemancar cahaya matang.
Struktur peranti LED Perovskite (kiri atas);
Formula kimia penstabil molekul bipolar SFB10 (kiri bawah)
Hubungan antara hayat peranti T50 dan sinaran (graf kanan)
Walau bagaimanapun, sama dengan sel solar perovskite, ketidakstabilan LED perovskite adalah cabaran terbesar untuk merealisasikan aplikasi perindustrian.Pada masa ini, jangka hayat LED perovskit berprestasi tinggi secara amnya adalah dalam urutan 10-100 jam.Jangka hayat yang diperlukan untuk teknologi OLED untuk memasuki perindustrian adalah sekurang-kurangnya 10,000 jam.Terdapat cabaran penting dalam arah ini kerana semikonduktor perovskit boleh menjadi tidak stabil secara intrinsik.Ia bagus untukPaparan led.Struktur kristalnya mempunyai sifat ionik yang ketara, dan ion-ion bergerak dengan mudah di bawah medan elektrik LED yang digunakan, menyebabkan bahan merosot.
Baru-baru ini, pasukan Profesor David Di dan penyelidik Zhao Baodan dari Makmal Utama Alat Optik Moden Negeri, Sekolah Optoelektronik, Universiti Zhejiang dan
Pusat Penyelidikan Antarabangsa Fotonik Lanjutan, Kampus Antarabangsa Haining, telah membuat penemuan penting ke arah ini.Menggunakan penstabil molekul bipolar, mereka mencapai jangka hayat operasi ultra panjang dalam LED perovskit yang memenuhi keperluan aplikasi praktikal.
"LED perovskite ini didorong oleh arus malar 5 mA/c㎡ selama 5 bulan berturut-turut (3600 jam) tanpa penurunan kecerahan," kata David Dee.persepsi LED.UntukP1.56Paparan led.Peranti ini sangat stabil dan beberapa ujian yang masih berjalan kelihatan sukar untuk diselesaikan dalam tempoh setahun atau lebih.Untuk mendapatkan data sepanjang hayat dalam tempoh percubaan yang munasabah, eksperimen penuaan dipercepatkan LED perlu dijalankan."
LED perovskite dekat inframerah ini mempamerkan jangka hayat operasi yang sangat panjang.Sebagai contoh, dengan sinaran awal 2.1 W sr-1 m-2 (arus 3.2 mA/c㎡), anggaran hayat peranti T50 (masa yang diambil untuk sinaran awal berkurangan kepada 50%) ialah 32675 jam ( 3.7 tahun).Kuasa optik yang disediakan oleh pancaran ini adalah setanding dengan OLED hijau komersial yang beroperasi pada kecerahan tinggi 1000 cd/m2.Pada sinaran yang lebih rendah 0.21 W sr-1 m-2 (1/10 daripada kecerahan di atas) atau arus 0.7 mAc㎡, jangka hayat T50 dianggarkan 2.4 juta jam (kira-kira 270 tahun).
"Kami percaya adalah perlu untuk melaksanakan analisis seumur hidup yang boleh dipercayai bagi LED baharu ini, yang mana kami mengumpul 62 titik data sepanjang hayat peranti dalam eksperimen penuaan dipercepatkan, meliputi ketumpatan arus terluas yang mungkin pada julat 10-200 mA/c㎡."Guo Bingbing berkata.Kecekapan kuantum luaran electroluminescence (EQE) dan kecekapan penukaran tenaga (ECE) peranti masing-masing mencapai 22.8% dan 20.7%, yang merupakan kecekapan tertinggi bagi LED perovskit inframerah dekat.
Penulis mendapati bahawa bahan-bahan luminescent perovskite ini mempunyai struktur kristal yang sangat stabil."Struktur kristal bahan tidak berubah selepas lebih daripada 322 hari," kata Zhao Baodan.
Eksperimen lama bekerja dan mempercepatkan penuaan LED perovskite (imej kiri);
Data kecekapan kuantum luaran bagi kawalan dan peranti yang distabilkan (panel kanan)
"Ini menunjukkan bahawa penstabil molekul bipolar membantu perovskit mengekalkan fasa kristal asalnya dengan sifat optoelektronik yang sangat baik. Struktur kristal sampel perovskit kawalan yang dirawat berubah dengan ketara dan terdegradasi dalam masa dua minggu."
Penghijrahan ion dalam perovskit adalah salah satu faktor penting yang membawa kepada ketidakstabilan, dan masalah ini menjadi lebih serius di bawah pengaruh voltan yang digunakan dalam LED danPaparan LED mini."Eksperimen dan pengiraan kami menunjukkan bahawa molekul bipolar mencipta ikatan kimia atau interaksi dengan ion pada sempadan butiran perovskit, " kata Guo Bingbing, "yang mungkin menjadi sebab mengapa penghijrahan ion menjadi sukar dalam perovskit kami. "Eksperimen elektrik dan optik yang kami bawa keluar dengan rakan usaha sama kami telah menunjukkan penindasan fenomena pergerakan ion," tambah Zhao Baodan.
Keputusan hayat peranti menunjukkan bahawa bahan perovskit tidak mempunyai "kecacatan genetik" dari segi kestabilan."Separa konduktor baharu, seperti perovskit halida logam, secara meluas dianggap tidak stabil secara intrinsik, terutamanya pada medan elektrik yang agak tinggi, seperti dalam aplikasi LED," kata David Dee."Keputusan kami menunjukkan bahawa mencapai peranti perovskite yang stabil bukanlah 'misi mustahil'".
Jangka hayat peranti ultra-panjang dijangka meningkatkan keyakinan dalam medan LED perovskite, kerana ia telah memenuhi keperluan asas kestabilan untuk OLED komersial.LED inframerah dekat ini boleh digunakan dalam aplikasi seperti paparan inframerah dekat, komunikasi dan biologi.Walaupun peranti perovskit cahaya boleh dilihat dengan jangka hayat panjang yang serupa masih perlu dibangunkan, realisasi LED perovskite ultra-stabil membuka jalan untuk teknologi pendaran perovskit memasuki aplikasi perindustrian.
搜索
复制
Pemerhatian kesan penghijrahan ion perovskit di bawah medan elektrik oleh eksperimen pengimejan mikrofluoresensi
Masa siaran: Ogos-24-2022