LED-lampor har blivit en allmänt förekommande belysningslösning för hem och företag, men traditionella LED har dokumenterat sina brister när det kommer till stora högupplösta skärmar.LED-displayeranvänder höga spänningar och en faktor som kallas intern effektomvandlingseffektivitet är låg, vilket innebär att energikostnaden för att köra bildskärmen är hög, bildskärmens livslängd är inte lång och den kan bli för varm.
I en artikel publicerad i Nano Research beskriver forskarna hur ett tekniskt framsteg som kallas kvantprickar kan hantera några av dessa utmaningar.Kvantprickar är små konstgjorda kristaller som fungerar som halvledare.På grund av sin storlek har de unika egenskaper som kan göra dem användbara inom displayteknik.
Xing Lin, biträdande professor i informationsvetenskap och elektronikteknik vid Zhejiang University, sa traditionellLED-displayhar varit framgångsrika inom områden som display, belysning och optisk kommunikation.Teknikerna som används för att erhålla högkvalitativa halvledarmaterial och enheter är dock mycket energikrävande och kostnadskrävande.Kolloidala kvantprickar erbjuder ett kostnadseffektivt sätt att bygga högpresterande LED med hjälp av billiga lösningsbearbetningstekniker och material av kemisk kvalitet.Dessutom, som oorganiska material, överträffar kolloidala kvantprickar emissiva organiska halvledare när det gäller långsiktig driftstabilitet.
Alla LED-skärmar är sammansatta av flera lager.Ett av de viktigaste lagren är det emissiva lagret, där elektrisk energi omvandlas till färgstarkt ljus.Forskarna använde ett enda lager av kvantprickar som emissionslager.Typiskt är det kolloidala kvantpunktemissionsskiktet källan till spänningsförlust på grund av den dåliga konduktiviteten hos kolloidala kvantprickfasta ämnen.Genom att använda ett enda lager av kvantprickar som emissionsskikt spekulerar forskarna att de skulle kunna minska spänningen till det maximala för att driva dessa skärmar.
En annan egenskap hos quantum dots som gör dem idealiska för LED är att de kan tillverkas utan några defekter som skulle påverka deras effektivitet.Quantum dots kan utformas utan föroreningar och ytdefekter.Enligt Lin kan quantum dot LED (QLED) uppnå nära enhetlig intern effektomvandlingseffektivitet vid strömtätheter lämpliga för display- och belysningstillämpningar.Konventionella lysdioder baserade på epitaxiellt odlade halvledare uppvisar kraftig effektivitetsavveckling inom samma strömtäthetsområde.Det är bra förLED display industri.Denna skillnad härrör från den defektfria naturen hos högkvalitativa kvantprickar.
Den relativt låga kostnaden för att producera emissionsskikt med kvantpunkter och möjligheten att använda optisk ingenjörsteknik för att förbättra ljusextraktionseffektiviteten hos QLED, misstänker forskarna, effektivt kan förbättra traditionell LED som används i belysning, skärmar och mer.Men det finns fortfarande mer forskning att göra, och nuvarande QLED har några brister som måste övervinnas innan de kan användas allmänt.
Enligt Lin har forskningen visat att termisk energi kan utvinnas för att förbättra effektiviteten av elektro-optisk kraftomvandling.Emellertid är enhetens prestanda i detta skede långt ifrån idealisk i betydelsen relativt höga driftspänningar och låga strömtätheter.Dessa svagheter kan övervinnas genom att söka bättre laddningstransportmaterial och designa gränssnittet mellan laddningstransport och kvantpunktsskikt.Det slutliga målet - att förverkliga elektroluminescerande kylanordningar - bör vara QLED-baserat.
Posttid: 21 september 2022