Światła LED stały się wszechobecnym rozwiązaniem oświetleniowym dla domów i firm, ale tradycyjne diody LED udokumentowały swoje wady, jeśli chodzi o duże wyświetlacze o wysokiej rozdzielczości.Wyświetlacze LEDużywają wysokich napięć, a współczynnik zwany wewnętrzną wydajnością konwersji energii jest niski, co oznacza, że koszt energii związany z obsługą wyświetlacza jest wysoki, żywotność wyświetlacza nie jest długa i może się on przegrzewać.
W artykule opublikowanym w Nano Research naukowcy przedstawiają, w jaki sposób postęp technologiczny zwany kropkami kwantowymi może rozwiązać niektóre z tych wyzwań.Kropki kwantowe to małe sztuczne kryształy, które działają jak półprzewodniki.Ze względu na swój rozmiar posiadają unikalne właściwości, które mogą sprawić, że będą przydatne w technice wyświetlania.
Xing Lin, adiunkt informatyki i inżynierii elektronicznej na Uniwersytecie Zhejiang, powiedział tradycyjnyWyświetlacz LEDodniosły sukces w takich dziedzinach, jak wyświetlacze, oświetlenie i komunikacja optyczna.Jednak techniki stosowane do otrzymywania wysokiej jakości materiałów i urządzeń półprzewodnikowych są bardzo energochłonne i kosztowne.Koloidalne kropki kwantowe oferują opłacalny sposób budowy wysokowydajnych diod LED przy użyciu niedrogich technik przetwarzania roztworów i materiałów chemicznych.Ponadto, jako materiały nieorganiczne, koloidalne kropki kwantowe przewyższają emisyjne półprzewodniki organiczne pod względem długoterminowej stabilności operacyjnej.
Wszystkie wyświetlacze LED składają się z wielu warstw.Jedną z najważniejszych warstw jest warstwa emisyjna, w której energia elektryczna zamieniana jest na kolorowe światło.Naukowcy wykorzystali pojedynczą warstwę kropek kwantowych jako warstwę emisyjną.Zazwyczaj warstwa emisyjna koloidalnej kropki kwantowej jest źródłem utraty napięcia z powodu słabej przewodności ciał stałych koloidalnej kropki kwantowej.Wykorzystując pojedynczą warstwę kropek kwantowych jako warstwę emisyjną, naukowcy spekulują, że mogą obniżyć napięcie do maksimum, aby zasilić te wyświetlacze.
Inną cechą kropek kwantowych, która czyni je idealnymi dla LED, jest to, że można je wytwarzać bez wad, które wpłynęłyby na ich wydajność.Kropki kwantowe można projektować bez zanieczyszczeń i defektów powierzchni.Według Lin, diody LED z kropkami kwantowymi (QLED) mogą osiągnąć wydajność konwersji energii wewnętrznej bliską jedności przy gęstościach prądu odpowiednich do zastosowań związanych z wyświetlaczami i oświetleniem.Konwencjonalne diody LED oparte na półprzewodnikach hodowanych epitaksjalnie wykazują znaczny spadek wydajności w tym samym zakresie gęstości prądu.To jest dobre dlaBranża wyświetlaczy LED.Ta różnica wynika z pozbawionego defektów charakteru wysokiej jakości kropek kwantowych.
Naukowcy podejrzewają, że stosunkowo niski koszt produkcji warstw emisyjnych z kropkami kwantowymi oraz możliwość wykorzystania technik inżynierii optycznej do poprawy wydajności ekstrakcji światła QLED mogą skutecznie ulepszyć tradycyjne diody LED stosowane w oświetleniu, wyświetlaczach i nie tylko.Ale wciąż pozostaje wiele badań do przeprowadzenia, a obecne QLED mają pewne niedociągnięcia, które należy przezwyciężyć, zanim będą mogły być szeroko stosowane.
Według Lin badania wykazały, że energię cieplną można wydobyć w celu poprawy wydajności konwersji mocy elektrooptycznej.Jednak wydajność urządzenia na tym etapie jest daleka od ideału w sensie stosunkowo wysokich napięć roboczych i niskich gęstości prądu.Te słabości można przezwyciężyć, poszukując lepszych materiałów transportujących ładunek i projektując interfejs między transportem ładunku a warstwami kropek kwantowych.Ostateczny cel — stworzenie elektroluminescencyjnych urządzeń chłodzących — powinien opierać się na QLED.
Czas postu: 21 września 2022 r