Jihočínská technologická univerzita vyvíjí vysoce výkonnou LED perovskitovou bílou

- Jan 25, 2021-

Účinnost je až 12%! Jihočínská technická univerzita vyvíjí vysoce výkonné perovskitové LED s bílým světlem


Nedávno tým profesora Xuanli Ye ze Státní klíčové laboratoře luminiscenčních materiálů a zařízení Jihočínské technické univerzity vydal titul&„Využití zachycených optických režimů pro diody emitující světlo perovskitem s účinností nad 12% GG“; v předním mezinárodním časopise&„Joule GG“; Výzkumné práce.


Bílé světlo emitující diody (LED) jsou důležitou součástí aplikací pro osvětlení a zobrazování a tyto dvě aplikace spotřebovávají hodně elektrické energie. Proto má realizace vysoce účinných bílých LED diod velký význam pro úsporu energie a snížení emisí. Po posledních letech vývoje vykazovaly perovskitové LED diody halogenidů kovů velký potenciál a očekává se, že se stanou další generací technologie vyzařující světlo.


Mezi nimi externí kvantová účinnost červených a zelených perovskitových LED rychle vzrostla z méně než 1% na více než 20% a účinnost modrých perovskitových LED také překročila 12%, ale vývoj perovskitových zařízení s bílým světlem je stále velmi pomalý.


Kromě toho je na základě analýzy optické simulace v tradičních perovskitových LED zařízeních více než 80% fotonů omezeno na zařízení a nelze je emitovat, což činí účinnost extrakce světla perovskitových LED obecně nižší než 20%, což omezuje jeho další rozvoj Další klíčová otázka.


V reakci na výše uvedené vědecké problémy navrhl tým jednoduchou a efektivní metodu pro současné řešení problémů omezené účinnosti extrakce světla a nízkého výkonu zařízení s bílým světlem v perovskitových LED, tj. Racionálním návrhem vícevrstvých průsvitných elektrod (LiF / Al / Ag / LiF) pro spojení modré perovskitové vrstvy a červené perovskitové nanokrystalické vrstvy v blízkém poli, aby se dosáhlo podstatného zvýšení účinnosti extrakce světla, čímž se vytvoří vysoce výkonné bílé perovskitové LED zařízení.


Obecně kvůli velkému rozdílu mezi indexem lomu perovskitové vrstvy emitující světlo a indexem organické vrstvy rozhraní je celkový odraz způsoben pod určitým úhlem, což indukuje režim optického vlnovodu v perovskitovém zařízení LED, což způsobuje světlo -vyzařující vrstva emitující Část fotonů opakovaně osciluje uvnitř zařízení a nemůže uniknout mimo zařízení. Evanescentní vlna generovaná během totálního odrazu bude i nadále vyvolávat generování režimů povrchového plazmonového polaritonu (SPP).


Kromě toho existence režimu substrátu a parazitní absorpce sníží pravděpodobnost šíření fotonů na vnější stranu zařízení (vzduchová strana). Naštěstí energie evanescentního pole generovaná úplným odrazem a SPP může proniknout do další vrstvy média v blízkém poli, což poskytuje příležitost k jejich použití k potlačení optického vlnovodu v perovskitovém režimu LED a režimu SPP lze realizováno třemi efekty vazby blízkého pole: efekt tunelování fotonů, absorpce evanescentních vln a absorpce SPP.


Za tímto účelem tým navrhl&„; ITO / NiOx / PVK / modrý perovskit / TPBi / LiF / Al / Ag / LiF / perovskitový nanokrystalický GG“; vícevrstvá struktura zařízení, ve které může uspět přítomnost vrstvy červeného světla Výše ​​uvedené tři vazebné efekty blízkého pole se používají k extrakci modrých fotonů omezených na režim optického vlnovodu a režim SPP a konečně dosáhnout zlepšení účinnosti extrakce světla o více než 50% a současně k dosažení emise bílého světla použít doplňkové barevné modré a červené světlo.


Na základě této strategie tým úspěšně vyrobil vysoce výkonné dvoubarevné a tříbarevné bílé perovskitové LED s externí kvantovou účinností až 12%, respektive 5%, což je nejnovější rekord v této oblasti a je milníkem.

Kromě aplikace v perovskitových LED lze tuto strategii rozšířit také na další typy bílých LED (například: organické LED, anorganické LED a LED s kvantovou tečkou atd.), Aby se zlepšila jejich schopnost extrakce světla a podpořila se celé bílé světlo Další vývoj pole LED.

Dvojice:Poptávka trhu s LED čipy roste, Další:Everlight vyvinula speciální barva-měnící LED světlo pro jahody