突破瓶頸!超長壽命的鈣鈦礦LED在浙大誕生
鈣鈦礦發(fā)光二極管(鈣鈦礦LED)是在顯示、照明、通訊等領(lǐng)域極具潛力的新一代發(fā)光技術(shù)。鈣鈦礦LED制備成本低,且技術(shù)優(yōu)勢顯著:它具備與OLED類似的輕薄、柔性等特點,也具有與III-V族半導(dǎo)體LED相似的色純度與光譜可調(diào)性。僅經(jīng)過短短數(shù)年的發(fā)展,鈣鈦礦LED的效率就已可與成熟的發(fā)光技術(shù)媲美。然而,與鈣鈦礦太陽能電池類似,鈣鈦礦LED的不穩(wěn)定性是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的最大挑戰(zhàn)。目前高性能鈣鈦礦LED的壽命一般在10-100小時量級。而OLED技術(shù)步入產(chǎn)業(yè)化所需的壽命至少為10000小時。此方向面臨重大挑戰(zhàn),因為鈣鈦礦半導(dǎo)體可能是本征不穩(wěn)定的:它的晶體結(jié)構(gòu)具有顯著的離子特性,而離子在LED外加電場作用下容易移動,從而造成材料降解。 最近,浙江大學(xué)光電學(xué)院現(xiàn)代光學(xué)儀器國家重點實驗室、海寧國際校區(qū)先進光子學(xué)國際研究中心的狄大衛(wèi)教授與趙保丹研究員團隊,在此方向取得了重要突破。他們利用一種雙極性分子穩(wěn)定劑,在鈣鈦礦LED中實現(xiàn)了可滿足實際應(yīng)用需要的超長工作壽命。論文的通訊作者是狄大衛(wèi)教授與趙保丹研究員,第一作者是浙江大學(xué)碩士生郭兵兵。合作者包括廈門大學(xué)李澄教授團隊、浙江大學(xué)洪子健教授團隊、南京航空航天大學(xué)李偉偉教授團隊等。相關(guān)研究論文“Ultrastable near-infrared perovskite light-emitting diodes”于8月8日發(fā)表于Nature Photonics期刊(Guo et al, Nat. Photon. (2022), doi:10.1038/s41566-022-01046-3)。 鈣鈦礦LED器件結(jié)構(gòu)(左上圖);雙極性分子穩(wěn)定劑SFB10的化學(xué)式(左下圖); 器件T50壽命與輻亮度的關(guān)系(右圖)。 |