理工大学设计的WLED不需要荧光粉涂层即可实现白光发射
目前,电照明的功耗已占全球功耗的15%,这对发展高效,低成本的照明技术至关重要。而且,白光发光二极管(WLED)具有使用寿命长,效率高的优点,已成为当前照明和显示行业关注的焦点。
它们的制造方法主要是通过使用RGBLED阵列或涂有磷光体的蓝色LED来实现的。现有的WLED技术更多地依赖于蓝色LED外延晶片(例如GaN外延晶片),这在一定程度上增加了制造工艺的成本。
为了进一步降低WLED的制造成本,南京科技大学的曾海波教授团队和华盛顿大学的David Ginger教授团队基于溶液处理的单层异相设计并制备了WLED。卤化物钙钛矿。
LED不仅是不需要荧光粉涂层来实现白光发射的,而且它具有宽的宽带发射层和极高的峰值亮度。随着制备方法的不断研究,其效率和亮度可以进一步提高。
由于卤化钙钛矿具有很高的光致发光量子产率(PLQY),出色的光电性能和低成本的溶液处理工艺,因此受到许多科研人员的青睐,试图将它们用作WLED的发光材料。经过大量的研究和优化,目前钙钛矿型绿色LED和红色LED的外部量子效率(EQE)已超过20%,但是蓝色LED的开发没有突破,这阻碍了钙钛矿的实现。
键入WLED。另外,钙钛矿材料具有强的载流子-声子和激子-声子耦合,其中载流子和激子具有“自陷”特性。
晶格畸变的影响,导致整个可见光谱。宽带发射效果好,因此也可以直接应用于WLED的发光材料。
尽管钙钛矿材料中自陷激子的白色光致发光(PL)迅速发展,但该材料的较差的电荷传输特性已在一定程度上降低了其白色电致发光(EL)。高效还使钙钛矿型WLED的实现遇到瓶颈。
为了解决这个问题,曾海波等人将钙和钙钛矿型WLED的有效注入和复合载流子发射层同时使用α相和δ相碘化铯铅(α-CsPbI3和δ-CsPbI3)材料。如图所示1(a)。
这种混合相材料可以将α-CsPbI3的高电荷传输特性与δ-CsPbI3的宽带白色自陷发射特性相结合,从而弥补了钙钛矿材料的较差的电荷传输特性。图1(a)是钙钛矿WLED的结构示意图; (b)处于工作状态的WLED的实际图片。
资料来源:NaturePhotonics,2020:1-7。图1(a),(b)在实际工作中,α-CsPbI3负责电荷的注入和传输,然后δ-CsPbI3负责改善白色EL,最后在α/δ中-两相在异质界面上实现了电荷注入平衡,这为钙钛矿型WLED带来了更高的效率和亮度。
如图1(b)所示,其亮度可以达到12,200cd·m-2,EQE可以达到6.5%。另外,通过调整退火过程(如图2所示),在398K以下,α-CsPbI3将产生缓慢的相变,变为δ-CsPbI3。
此时,可以根据目标α/δ相比选择合适的温度以停止相变过程。钙钛矿型WLED的色温可以自由调节。
图2加热/冷却条件下CsPbI3样品的相变和α/δ比的示意图。资料来源:NaturePhotonics,2020:1-7。
图2(a)这项工作是基于解决方案的卤化钙钛矿WLED,它提供了全新的思路和方法,并且可以通过改善对α相和δ相域的大小和连通性的控制来实现WLED稳定性和其他性能改进,以满足低成本,宽带发射的商用WLED的要求。原始标题:异质钙钛矿白色LED文章来源:[微信公众号:中国科学院半导体研究所]欢迎大家关注!请指出转载文章的来源。
它们的制造方法主要是通过使用RGBLED阵列或涂有磷光体的蓝色LED来实现的。现有的WLED技术更多地依赖于蓝色LED外延晶片(例如GaN外延晶片),这在一定程度上增加了制造工艺的成本。
为了进一步降低WLED的制造成本,南京科技大学的曾海波教授团队和华盛顿大学的David Ginger教授团队基于溶液处理的单层异相设计并制备了WLED。卤化物钙钛矿。
LED不仅是不需要荧光粉涂层来实现白光发射的,而且它具有宽的宽带发射层和极高的峰值亮度。随着制备方法的不断研究,其效率和亮度可以进一步提高。
由于卤化钙钛矿具有很高的光致发光量子产率(PLQY),出色的光电性能和低成本的溶液处理工艺,因此受到许多科研人员的青睐,试图将它们用作WLED的发光材料。经过大量的研究和优化,目前钙钛矿型绿色LED和红色LED的外部量子效率(EQE)已超过20%,但是蓝色LED的开发没有突破,这阻碍了钙钛矿的实现。
键入WLED。另外,钙钛矿材料具有强的载流子-声子和激子-声子耦合,其中载流子和激子具有“自陷”特性。
晶格畸变的影响,导致整个可见光谱。宽带发射效果好,因此也可以直接应用于WLED的发光材料。
尽管钙钛矿材料中自陷激子的白色光致发光(PL)迅速发展,但该材料的较差的电荷传输特性已在一定程度上降低了其白色电致发光(EL)。高效还使钙钛矿型WLED的实现遇到瓶颈。
为了解决这个问题,曾海波等人将钙和钙钛矿型WLED的有效注入和复合载流子发射层同时使用α相和δ相碘化铯铅(α-CsPbI3和δ-CsPbI3)材料。如图所示1(a)。
这种混合相材料可以将α-CsPbI3的高电荷传输特性与δ-CsPbI3的宽带白色自陷发射特性相结合,从而弥补了钙钛矿材料的较差的电荷传输特性。图1(a)是钙钛矿WLED的结构示意图; (b)处于工作状态的WLED的实际图片。
资料来源:NaturePhotonics,2020:1-7。图1(a),(b)在实际工作中,α-CsPbI3负责电荷的注入和传输,然后δ-CsPbI3负责改善白色EL,最后在α/δ中-两相在异质界面上实现了电荷注入平衡,这为钙钛矿型WLED带来了更高的效率和亮度。
如图1(b)所示,其亮度可以达到12,200cd·m-2,EQE可以达到6.5%。另外,通过调整退火过程(如图2所示),在398K以下,α-CsPbI3将产生缓慢的相变,变为δ-CsPbI3。
此时,可以根据目标α/δ相比选择合适的温度以停止相变过程。钙钛矿型WLED的色温可以自由调节。
图2加热/冷却条件下CsPbI3样品的相变和α/δ比的示意图。资料来源:NaturePhotonics,2020:1-7。
图2(a)这项工作是基于解决方案的卤化钙钛矿WLED,它提供了全新的思路和方法,并且可以通过改善对α相和δ相域的大小和连通性的控制来实现WLED稳定性和其他性能改进,以满足低成本,宽带发射的商用WLED的要求。原始标题:异质钙钛矿白色LED文章来源:[微信公众号:中国科学院半导体研究所]欢迎大家关注!请指出转载文章的来源。
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