Perovskite svetleča dioda (perovskite LED) je nova generacija svetleče tehnologije z velikim potencialom na področju prikazovanja, razsvetljave, komunikacije in drugih področjih.Perovskite LED imajo nizke proizvodne stroške in pomembne tehnične prednosti: imajo značilnosti lahkotnosti, tankosti in prožnosti, podobne OLED-om, imajo pa tudi podobno barvno čistost in spektralno nastavljivost kot polprevodniške LED-diode III-V.Po samo nekaj letih razvoja je učinkovitost perovskitaLED diodeje primerljiv z zrelimi tehnologijami oddajanja svetlobe.
Struktura perovskitne LED naprave (zgoraj levo);
Kemijska formula bipolarnega molekularnega stabilizatorja SFB10 (levo spodaj)
Razmerje med življenjsko dobo naprave T50 in sevanjem (desni graf)
Vendar pa je, podobno kot pri perovskitnih sončnih celicah, nestabilnost perovskitnih LED največji izziv za realizacijo industrijskih aplikacij.Trenutno je življenjska doba visoko zmogljivih perovskitnih LED na splošno približno 10-100 ur.Življenjska doba, potrebna za vstop tehnologije OLED v industrializacijo, je najmanj 10.000 ur.V tej smeri obstajajo veliki izzivi, ker so lahko perovskitni polprevodniki sami po sebi nestabilni.Dobro je zaLED zaslon.Njegova kristalna struktura ima pomembne ionske lastnosti in ioni se zlahka premikajo pod uporabljenim električnim poljem LED, zaradi česar se material razgradi.
Pred kratkim je ekipa profesorja Davida Dija in raziskovalca Zhaoja Baodana iz Državnega ključnega laboratorija za sodobne optične instrumente, Šola za optoelektroniko, Univerza Zhejiang in
Mednarodni raziskovalni center za napredno fotoniko, Haining International Campus, je naredil pomembne preboje v tej smeri.Z uporabo bipolarnega molekularnega stabilizatorja so dosegli izjemno dolgo življenjsko dobo perovskitnih LED, ki ustrezajo potrebam praktičnih aplikacij.
"Te perovskitne LED diode je 5 zaporednih mesecev (3600 ur) poganjal konstanten tok 5 mA/c㎡ brez padca svetlosti," je dejal David Dee.LED percepcija.ZaP1.56LED zaslon.Te naprave so zelo stabilne in zdi se, da je nekatere teste, ki še potekajo, težko dokončati v enem letu ali več.Da bi pridobili podatke o življenjski dobi v razumnem poskusnem obdobju, je treba izvesti poskuse pospešenega staranja LED.«
Te skoraj infrardeče perovskitne LED diode imajo izjemno dolgo življenjsko dobo.Na primer, z začetnim sevanjem 2,1 W sr-1 m-2 (tok 3,2 mA/c㎡) je ocenjena življenjska doba naprave T50 (čas, ki je potreben, da se začetni sev zmanjša na 50 %) 32675 ur ( 3,7 leta).Optična moč, ki jo zagotavlja ta sijaj, je primerljiva s komercialnim zelenim OLED, ki deluje pri visoki svetlosti 1000 cd/m2.Pri nižjem sevanju 0,21 W sr-1 m-2 (1/10 zgornje svetlosti) ali toku 0,7 mAc㎡ je življenjska doba T50 ocenjena na 2,4 milijona ur (približno 270 let).
"Verjamemo, da je treba opraviti zanesljivo analizo življenjske dobe te nove LED, za katero smo zbrali 62 podatkovnih točk življenjske dobe naprave v poskusih pospešenega staranja, ki pokrivajo najširšo možno gostoto toka v območju 10-200 mA/c㎡."je rekel Guo Bingbing.Zunanja kvantna učinkovitost elektroluminiscence (EQE) in učinkovitost pretvorbe energije (ECE) naprave sta dosegla 22,8 % oziroma 20,7 %, kar sta najvišji učinkovitosti skoraj infrardečih perovskitnih LED.
Avtorji so ugotovili, da imajo ti perovskitni luminescentni materiali zelo stabilne kristalne strukture."Kristalna struktura materiala se po več kot 322 dneh ni spremenila," je dejal Zhao Baodan.
Dolgotrajno delovanje in poskusi pospešenega staranja perovskitnih LED (leva slika);
Zunanji podatki o kvantni učinkovitosti kontrolnih in stabiliziranih naprav (desna plošča)
"To kaže, da bipolarni molekularni stabilizator pomaga perovskitu ohraniti prvotno kristalno fazo z odličnimi optoelektronskimi lastnostmi. Kristalna struktura obdelanih kontrolnih vzorcev perovskita se je v dveh tednih bistveno spremenila in razgradila."
Migracija ionov v perovskitih je eden od pomembnih dejavnikov, ki vodijo do nestabilnosti, ta problem pa postane resnejši pod vplivom uporabljene napetosti v LED inMini LED zaslon."Naši poskusi in izračuni kažejo, da bipolarne molekule ustvarjajo kemične vezi ali interakcije z ioni na mejah zrn perovskita," je dejal Guo Bingbing, "kar je lahko razlog, zakaj postane migracija ionov v naših perovskitih težavna. "Električni in optični poskusi, ki smo jih izvedli z našimi sodelavci so pokazali zatiranje pojava gibanja ionov," je dodal Zhao Baodan.
Rezultati življenjske dobe naprave kažejo, da perovskitni materiali nimajo "genetskih napak" v smislu stabilnosti."Novi polprevodniki, kot so metalhalogenidni perovskiti, na splošno veljajo za intrinzično nestabilne, zlasti pri relativno visokih električnih poljih, kot so aplikacije LED," je dejal David Dee."Naši rezultati kažejo, da doseganje stabilnih perovskitnih naprav ni 'misija nemogoče'".
Pričakuje se, da bo izjemno dolga življenjska doba naprave povečala zaupanje v perovskitno LED polje, saj je izpolnila osnovno zahtevo glede stabilnosti za komercialne OLED.Te bližnje infrardeče diode LED se lahko uporabljajo v aplikacijah, kot so bližnje infrardeči zasloni, komunikacije in biologija.Čeprav je treba perovskitne naprave v vidni svetlobi s podobno dolgo življenjsko dobo še razviti, uresničitev ultra stabilnih perovskitnih LED utira pot tehnologiji perovskitne luminiscence za vstop v industrijske aplikacije.
搜索
复制
Opazovanje učinka ionske migracije perovskita pod električnim poljem z eksperimentom mikrofluorescenčnega slikanja
Čas objave: 24. avgusta 2022