Perowskitowa dioda elektroluminescencyjna (perowskit LED) to nowa generacja technologii emitującej światło o ogromnym potencjale w wyświetlaczach, oświetleniu, komunikacji i innych dziedzinach.Perowskitowe diody LED charakteryzują się niskimi kosztami produkcji i znaczącymi zaletami technicznymi: mają cechy lekkości, grubości i elastyczności podobne do diod OLED, a także mają podobną czystość kolorów i przestrajalność widmową do półprzewodnikowych diod LED III-V.Po zaledwie kilku latach rozwoju wydajność perowskitudiody LEDjest porównywalny z dojrzałymi technologiami emitującymi światło.
Struktura urządzenia perowskitowego LED (u góry po lewej);
Wzór chemiczny bipolarnego stabilizatora molekularnego SFB10 (na dole po lewej)
Zależność między żywotnością urządzenia T50 a jasnością (prawy wykres)
Jednak podobnie jak w przypadku perowskitowych ogniw słonecznych, niestabilność perowskitowych diod LED jest największym wyzwaniem przy realizacji zastosowań przemysłowych.Obecnie żywotność wysokowydajnych perowskitowych diod LED jest na ogół rzędu 10-100 godzin.Żywotność wymagana do wprowadzenia technologii OLED do industrializacji wynosi co najmniej 10 000 godzin.Istnieją znaczne wyzwania w tym kierunku, ponieważ półprzewodniki perowskitowe mogą być samoistnie niestabilne.To jest dobre dlaWyświetlacz LED.Jego struktura krystaliczna ma znaczące właściwości jonowe, a jony łatwo poruszają się pod przyłożonym polem elektrycznym diody LED, powodując degradację materiału.
Niedawno zespół profesora Davida Di i badacza Zhao Baodana z Państwowego Kluczowego Laboratorium Nowoczesnych Instrumentów Optycznych, Szkoły Optoelektroniki, Uniwersytetu Zhejiang i
Międzynarodowe Centrum Badawcze Zaawansowanej Fotoniki, Haining International Campus, dokonało ważnych przełomów w tym kierunku.Używając bipolarnego stabilizatora molekularnego, osiągnęli bardzo długą żywotność perowskitowych diod LED, która spełnia potrzeby praktycznych zastosowań.
„Te perowskitowe diody LED były zasilane stałym prądem 5 mA/c㎡ przez 5 kolejnych miesięcy (3600 godzin) bez spadku jasności”, powiedział David Dee.Percepcja LED.DlaP1.56Wyświetlacz LED.Urządzenia te są bardzo stabilne, a niektóre testy, które wciąż są w toku, wydają się trudne do ukończenia w ciągu roku lub dłużej.Aby uzyskać dane dotyczące żywotności w rozsądnym okresie eksperymentalnym, należy przeprowadzić eksperymenty przyspieszonego starzenia się diod LED”.
Te perowskitowe diody LED emitujące bliską podczerwień charakteryzują się bardzo długą żywotnością.Na przykład, przy początkowym promieniowaniu 2,1 W sr-1 m-2 (prąd 3,2 mA/c㎡), szacowana żywotność urządzenia T50 (czas potrzebny do zmniejszenia początkowego promieniowania do 50%) wynosi 32675 godzin ( 3,7 roku).Moc optyczna zapewniana przez to promieniowanie jest porównywalna z komercyjną zieloną diodą OLED pracującą z wysoką jasnością 1000 cd/m2.Przy niższym promieniowaniu 0,21 W sr-1 m-2 (1/10 powyższej jasności) lub prądzie 0,7 mAc㎡, żywotność T50 szacuje się na 2,4 miliona godzin (około 270 lat).
„Uważamy, że konieczne jest przeprowadzenie wiarygodnej analizy żywotności tej nowej diody LED, dla której zebraliśmy 62 punkty danych dotyczących żywotności urządzenia w eksperymentach przyspieszonego starzenia, obejmujących najszerszą możliwą gęstość prądu w zakresie 10–200 mA/c㎡”.powiedział Guo Bingbing.Zewnętrzna sprawność kwantowa elektroluminescencji (EQE) i sprawność konwersji energii (ECE) urządzenia osiągnęły odpowiednio 22,8% i 20,7%, co jest najwyższą wydajnością perowskitowych diod LED bliskiej podczerwieni.
Autorzy stwierdzili, że te luminescencyjne materiały perowskitowe mają bardzo stabilne struktury krystaliczne.„Struktura krystaliczna materiału nie zmieniła się po ponad 322 dniach” – powiedział Zhao Baodan.
Eksperymenty z długotrwałym działaniem i przyspieszonym starzeniem perowskitowych diod LED (zdjęcie po lewej);
Zewnętrzne dane wydajności kwantowej urządzeń sterujących i stabilizowanych (prawy panel)
„To pokazuje, że bipolarny stabilizator molekularny pomaga perowskitowi zachować pierwotną fazę krystaliczną o doskonałych właściwościach optoelektronicznych. Struktura krystaliczna potraktowanych kontrolnych próbek perowskitu zmieniła się znacząco i uległa degradacji w ciągu dwóch tygodni”.
Migracja jonów w perowskitach jest jednym z ważnych czynników prowadzących do niestabilności, a problem ten staje się poważniejszy pod wpływem przyłożonego napięcia w diodach LED iMały wyświetlacz LED.„Nasze eksperymenty i obliczenia pokazują, że cząsteczki dwubiegunowe tworzą wiązania chemiczne lub interakcje z jonami na granicach ziaren perowskitu” – powiedział Guo Bingbing – „co może być powodem, dla którego migracja jonów staje się trudna w naszych perowskitach”. Eksperymenty elektryczne i optyczne, które przeprowadziliśmy z naszymi współpracownikami wykazali tłumienie zjawiska ruchu jonów” – dodał Zhao Baodan.
Wyniki żywotności urządzenia pokazują, że materiały perowskitowe nie mają „defektów genetycznych” pod względem stabilności."Nowe półprzewodniki, takie jak perowskity metalohalogenkowe, są powszechnie uważane za samoistnie niestabilne, zwłaszcza przy stosunkowo wysokich polach elektrycznych, na przykład w zastosowaniach LED" - powiedział David Dee.„Nasze wyniki pokazują, że osiągnięcie stabilnych urządzeń perowskitowych nie jest„ misją niemożliwą ””.
Oczekuje się, że bardzo długa żywotność urządzenia zwiększy zaufanie do perowskitowych diod LED, ponieważ spełniły one podstawowy wymóg stabilności dla komercyjnych diod OLED.Te diody LED bliskiej podczerwieni mogą być używane w aplikacjach takich jak wyświetlacze bliskiej podczerwieni, komunikacja i biologia.Chociaż urządzenia perowskitowe działające w świetle widzialnym o podobnej długiej żywotności pozostają do opracowania, realizacja ultrastabilnych perowskitowych diod LED toruje drogę technologii luminescencji perowskitów do zastosowań przemysłowych.
搜索
复制
Obserwacja efektu migracji jonów perowskitu pod wpływem pola elektrycznego za pomocą eksperymentu obrazowania mikrofluorescencyjnego
Czas postu: 24-08-2022