研究人員制備出全無機鈣鈦礦綠光LED,，穩(wěn)定性大幅提高
文章來源:恒光電器
發(fā)布時間:2017-01-11
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近日，國內(nèi)資訊，鄭州大學(xué)材料物理教育部重點實驗室的史志鋒副教授等人與吉林大學(xué)合作,，LED-T5一體化燈管,，在新型鈣鈦礦基發(fā)光器件方面取得新進展，LED球泡燈,，成功制備出高效穩(wěn)定的全無機鈣鈦礦綠光LED,，LED燈管，該器件表現(xiàn)出非常優(yōu)異的工作穩(wěn)定性,。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《納米快報》上,。
鈣鈦礦材料最初引起人們的廣泛關(guān)注是在新型太陽能電池領(lǐng)域，在短短的幾年內(nèi)鈣鈦礦基太陽能電池已實現(xiàn)超過22%的轉(zhuǎn)換效率,，廠房照明,，展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。但是,，受限于鈣鈦礦薄膜較差的成膜特性以及相對較低的熒光量子效率,， led亮化工程，其在發(fā)光,、顯示以及激光領(lǐng)域的發(fā)展一直比較緩慢,。同時，商業(yè)照明,，穩(wěn)定性不高也一直制約著傳統(tǒng)有機-無機雜化鈣鈦礦材料在光電器件中的應(yīng)用,。為了克服以上困難，國際資訊,， led服裝照明，研究人員嘗試采用全無機鈣鈦礦CsPbBr3量子點作為發(fā)光層來改善器件的發(fā)光性能,。該新型量子點體系采用簡單的低溫溶液方法制備,，超市照明，熒光量子效率超過85%,，較傳統(tǒng)的鎘系量子點具有更高的發(fā)光純度,。
圖1：上方為p-MgNiO/CsPbBr3/n-MgZnO/n+-GaN器件結(jié)構(gòu)示意圖，LED天花燈,，以及器件在8伏偏壓下的發(fā)光照片,；下方為鈣鈦礦LED連續(xù)工作10小時下的發(fā)光強度衰減曲線，插圖顯示在不同工作時間內(nèi)的器件發(fā)光照片,。
對于鈣鈦礦LED而言,，工作穩(wěn)定性是限制其走向?qū)嵱没年P(guān)鍵。而目前已報道的鈣鈦礦基LED均是采用有機或聚合物材料作為電荷注入層,，照明資質(zhì),，其本身的不穩(wěn)定性不利于器件在大電流下的長時間工作。鄭州大學(xué)材料物理教育部重點實驗室的史志鋒等人創(chuàng)新性地采用無機氧化物半導(dǎo)體作為電荷注入層，LED照明工程,，首次制備出基于CsPbBr3量子點的全無機異質(zhì)結(jié)構(gòu)（p-NiMgO/CsPbBr3/n-MgZnO/n+-GaN）,，該器件的亮度可達3809cd/m2，質(zhì)量,，裝修照明,，外量子效率約為2.39%。更重要的是,，該多層異質(zhì)結(jié)構(gòu)器件在無封裝,、空氣環(huán)境條件下，可在直流驅(qū)動下連續(xù)工作10小時以上,，其工作穩(wěn)定性要大大優(yōu)于采用傳統(tǒng)聚合物材料（如PCBM,、PEDOT等）作為載流子注入層的鈣鈦礦LED。該器件結(jié)構(gòu)既可以充分發(fā)揮CsPbBr3量子點材料高光學(xué)增益的獨特優(yōu)勢,，又能結(jié)合Zn（Mg）O,、Ni（Mg）O系薄膜材料工藝成熟、導(dǎo)電穩(wěn)定和結(jié)晶特性良好等優(yōu)點,，對于新型鈣鈦礦LED的研制及其電致發(fā)光的物理機制研究具有重要意義,。這對未來高穩(wěn)定性鈣鈦礦基LED的設(shè)計與發(fā)展提供了新的思路，有望推動其產(chǎn)業(yè)化進程,。
該工作得到了國家自然科學(xué)基金,、中國博士后科學(xué)基金以及鄭州大學(xué)優(yōu)秀青年教師發(fā)展基金等項目的支持。
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