La Universidad China de Ciencia y Tecnología prepara LED de perovskita de gran superficie y alta eficiencia

- Jan 31, 2021-

La Universidad China de Ciencia y Tecnología prepara LED de perovskita de gran superficie y alta eficiencia


Recientemente, el grupo de investigación del profesor Xiao Zhengguo de la Escuela de Física de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, el Laboratorio Clave de Fuerte Acoplamiento de la Física de Materiales Cuánticos de la Academia China de Ciencias, y el Centro Nacional de Investigación Hefei para la Ciencia de Materiales a Microescala ha hecho importantes progresos en el campo de la preparación a gran escala de LEDs de perovskita.

 

El equipo de investigación utilizó un método de aspiración asistida por cuchillo de aire para preparar un LED de perovskita de gran superficie y alta eficiencia, que es un paso importante hacia la aplicación comercial de la iluminación LED de perovskita. Los resultados relacionados se titularon "Diodos emisores de luz de perovskita de gran superficie y eficientes a través de recubrimiento de cuchillas a baja temperatura" y fueron publicados en la revista Nature Communications el 8 de enero.


Los LED de perovskita de halogenuros metálicos se han convertido en una nueva generación de dispositivos LED debido a sus ventajas, como una amplia gama de colores, un fácil ajuste de la separación de bandas, un ancho de medio pico luminoso estrecho y facilidad de preparación. En 2014, se informó por primera vez que los LED de perovskita que emiten luz a temperatura ambiente tienen una eficiencia cuántica externa (EQE) inferior al 1%. En pocos años, el EQE de leDs de perovskita ha superado el 20%, que está cerca de los LED orgánicos comerciales (El nivel de OLED) ha mostrado amplias perspectivas de aplicación en el campo de la iluminación y la visualización.


Sin embargo, los LED de perovskita de alta eficiencia actuales se preparan en función del método de recubrimiento de giro, y el área del dispositivo es muy pequeña (en el orden de mm2), que no puede satisfacer las necesidades de iluminación comercial de gran superficie. El método de recubrimiento de la hoja es un método basado en el método de solución para preparar películas delgadas de gran área, pero el proceso de cristalización de la película de perovskita preparado por el método de recubrimiento de la hoja no es fácil de controlar. El EQE del LED de perovskita preparado es sólo del 1,1%. El área del dispositivo también es de sólo 9 mm2.


En respuesta a los problemas anteriores, el grupo de investigación de Xiao Zhengguo tomó la perovskita híbrida orgánica-inorgánica CH3NH3PbI3 como objeto de investigación. Al reducir la concentración del precursor de la perovskita, se introdujo 4-fluorobenzylamine y se combinó con métodos asistidos con cuchilla de aire para hacer el proceso de cristalización de la película Se forman más sitios de nucleación en el medio, preparando así una película policristalina de perovskita uniforme y densa con una rugosidad superficial de sólo 0,8 nm.


La película de perovskita de gran superficie (6 cm×9 cm) preparada por el método de recubrimiento de cuchillo exhibe una excelente uniformidad en términos de espesor, rugosidad superficial, rendimiento de fluorescencia y vida útil de fluorescencia. El EQE de los dispositivos LED de perovskita preparados por el método de recubrimiento de cuchillo es tan alto como 16.1% (0.04cm2) y 12.7% (1cm2). El LED de perovskita de gran superficie (28cm2) emite una luz roja muy uniforme cuando se trabaja.


Al mismo tiempo, el grupo de investigación también preparó LED flexibles de perovskita basados en sustratos PEN/ITO mediante recubrimiento de aspiración, sentando las bases para la preparación de dispositivos optoelectrónicos flexibles de gran superficie. El trabajo anterior demuestra plenamente la viabilidad de preparar LEDs de perovskita de gran superficie y alta eficiencia mediante el método de aspiración y la gran perspectiva de aplicarlo a la iluminación LED comercial.

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