Dioda emițătoare de lumină perovskită (LED perovskit) este o nouă generație de tehnologie de emitere a luminii cu potențial mare în afișare, iluminare, comunicare și alte domenii.LED-urile perovskite au costuri de producție scăzute și avantaje tehnice semnificative: au caracteristici de ușurință, subțire și flexibilitate similare cu OLED-urile și, de asemenea, au o puritate a culorii și o ajustabilitate spectrală similare cu LED-urile cu semiconductor III-V.După doar câțiva ani de dezvoltare, eficiența perovskituluiLED-urieste comparabilă cu cea a tehnologiilor mature care emit lumină.
Structura dispozitivului LED Perovskite (stânga sus);
Formula chimică a stabilizatorului molecular bipolar SFB10 (stânga jos)
Relația dintre durata de viață a dispozitivului T50 și strălucire (graficul din dreapta)
Cu toate acestea, similar celulelor solare perovskite, instabilitatea LED-urilor perovskite este cea mai mare provocare pentru realizarea aplicațiilor industriale.În prezent, durata de viață a LED-urilor perovskite de înaltă performanță este în general de ordinul 10-100 de ore.Durata de viață necesară pentru ca tehnologia OLED să intre în industrializare este de cel puțin 10.000 de ore.Există provocări semnificative în această direcție, deoarece semiconductorii perovskiți pot fi intrinsec instabili.Este bun pentruAfișaj LED.Structura sa de cristal are proprietăți ionice semnificative, iar ionii se mișcă cu ușurință sub câmpul electric aplicat al LED-ului, determinând degradarea materialului.
Recent, echipa profesorului David Di și cercetător Zhao Baodan de la Laboratorul cheie de stat de instrumente optice moderne, Școala de optoelectronică, Universitatea Zhejiang și
Centrul Internațional de Cercetare de Fotonică Avansată, Campusul Internațional Haining, a făcut progrese importante în această direcție.Folosind un stabilizator molecular bipolar, au obținut durate de viață ultra-lungi în LED-uri perovskite care îndeplinesc nevoile aplicațiilor practice.
„Aceste LED-uri perovskite au fost conduse de un curent constant de 5 mA/c㎡ timp de 5 luni consecutive (3600 de ore) fără nicio scădere a luminozității”, a spus David Dee.Percepția LED-urilor.PentruP1.56Afișaj LED.Aceste dispozitive sunt foarte stabile, iar unele teste care sunt încă în desfășurare par a fi dificil de finalizat într-un an sau mai mult.Pentru a obține date pe durata de viață într-o perioadă experimentală rezonabilă, trebuie efectuate experimente de îmbătrânire accelerată cu LED-uri.”
Aceste LED-uri perovskite cu infraroșu apropiat prezintă o durată de viață foarte lungă.De exemplu, cu o radiație inițială de 2,1 W sr-1 m-2 (curent de 3,2 mA/c㎡), durata de viață estimată a dispozitivului T50 (timpul necesar pentru ca radiația inițială să scadă la 50%) este de 32675 ore ( 3,7 ani).Puterea optică furnizată de această strălucire este comparabilă cu un OLED verde comercial care funcționează la o luminozitate ridicată de 1000 cd/m2.La o strălucire mai mică de 0,21 W sr-1 m-2 (1/10 din luminozitatea de mai sus) sau un curent de 0,7 mAc㎡, durata de viață a T50 este estimată la 2,4 milioane de ore (aproximativ 270 de ani).
„Credem că este necesar să se efectueze o analiză fiabilă a duratei de viață a acestui nou LED, pentru care am colectat 62 de puncte de date privind durata de viață a dispozitivului în experimente de îmbătrânire accelerată, acoperind cea mai largă densitate de curent posibilă de 10-200 mA/c㎡.”spuse Guo Bingbing.Eficiența cuantică externă a electroluminiscenței (EQE) și eficiența conversiei energiei (ECE) a dispozitivului au atins 22,8% și, respectiv, 20,7%, care sunt cele mai mari eficiențe ale LED-urilor perovskite în infraroșu apropiat.
Autorii au descoperit că aceste materiale luminiscente perovskite au structuri cristaline foarte stabile.„Structura cristalină a materialului nu s-a schimbat după mai mult de 322 de zile”, a spus Zhao Baodan.
Lucrări de lungă durată și experimente de îmbătrânire accelerată ale LED-urilor perovskite (imaginea din stânga);
Date externe de eficiență cuantică ale dispozitivelor de control și stabilizate (panoul din dreapta)
„Acest lucru arată că stabilizatorul molecular bipolar ajută perovskitul să-și mențină faza de cristal inițială cu proprietăți optoelectronice excelente. Structura cristalină a probelor de perovskit de control tratate s-a schimbat semnificativ și s-a degradat în două săptămâni”.
Migrarea ionilor în perovskiți este unul dintre factorii importanți care conduc la instabilitate, iar această problemă devine mai gravă sub influența tensiunii aplicate în LED-uri șiMini display LED.„Experimentele și calculele noastre arată că moleculele bipolare creează legături chimice sau interacțiuni cu ionii la granițele granulelor perovskite”, a spus Guo Bingbing, „care poate fi motivul pentru care migrarea ionilor devine dificilă la perovskiții noștri. „Experimentele electrice și optice pe care le-am efectuat. împreună cu colaboratorii noștri au demonstrat suprimarea fenomenului mișcării ionilor”, a adăugat Zhao Baodan.
Rezultatele vieții dispozitivului arată că materialele perovskite nu au „defecte genetice” în ceea ce privește stabilitatea.„Noi semiconductori, cum ar fi perovskiții cu halogenuri metalice, sunt considerați pe scară largă a fi instabili în mod intrinsec, în special la câmpuri electrice relativ mari, cum ar fi în aplicațiile cu LED”, a spus David Dee.„Rezultatele noastre arată că realizarea de dispozitive stabile de perovskit nu este „misiune imposibilă””.
Durata de viață ultra-lungă a dispozitivului este de așteptat să sporească încrederea în domeniul LED-urilor perovskite, deoarece a îndeplinit cerințele de bază de stabilitate pentru OLED-urile comerciale.Aceste LED-uri cu infraroșu apropiat pot fi utilizate în aplicații precum afișaje cu infraroșu apropiat, comunicații și biologie.Deși dispozitivele perovskite cu lumină vizibilă cu durate de viață lungi similare rămân de dezvoltat, realizarea de LED-uri perovskite ultra-stabile deschide calea pentru intrarea tehnologiei de luminescență perovskită în aplicații industriale.
搜索
复制
Observarea efectului de migrare a ionilor al perovskitei sub câmp electric prin experiment de imagistică cu microfluorescență
Ora postării: 24-aug-2022