有机磷光材料的进步为有机发光二极管提供了新的机会,用于电子和光的综合应用,包括太阳能电池、光电二极管、光纤和激光器。
虽然低维发光材料,如钙钛氧化物矿物钙钛矿,具有很好的光学特性,但与传统的有机led相比,它们的性能仍然不足。最近的一项研究发表在本周的应用物理评论来自AIP Publishing的研究人员探索了一种利用激子约束效应优化高效钙钛矿led的新方法。
要实现高效的电致发光器件,必须具有高的光致发光量子产额发射层、高效的电子空穴注入层和输运层,以及高的光外耦合效率。随着发光层材料的每一个新进展,需要新的功能材料来实现更高效的LED。为了实现这一目标,该研究的作者探索了钙钛矿晶体分层的非晶锌-硅-氧化物系统的性能,以提高二极管的性能。
该研究的通讯作者细野秀夫(Hideo Hosono)表示:“我们认为许多人过于关注排放层。”“对于一个设备来说,所有层都同样重要,因为每一层都有不同但至关重要的作用。”
非晶氧化锌硅具有浅层可调的电子亲和力,能够限制激子,但也具有高的电子迁移率来传输电子。通过将钙钛矿晶体和无定形锌硅氧化物分层,该团队开发了一种限制激子并将电子有效地注入三维钙钛矿层的方法。层间的能级排列被证明是实现这一目的的理想材料。
为了验证他们的发现,研究小组通过生产蓝色、红色和绿色钙钛矿led(称为PeLEDs)来测试他们的发明。绿色二极管在最低电压下工作(2.9伏,每平方米10,000坎德拉),效率最高(33流明/瓦),最亮(每平方米500,000坎德拉)。虽然该团队生产出了迄今为止红色二极管的最大亮度,但照明仍然太暗,无法实际使用。
虽然这些结果显示了操纵电子传输层材料的希望,但挑战仍然存在,包括钙钛矿材料的稳定性和矿物晶体基质中铅的毒性。尽管存在这些限制,但结果为应用这种方法实现钙钛矿led在光电器件中的实际应用提供了新的机会。
该研究的通讯作者Junghwan Kim说:“对于实用的pled,迫切需要具有化学稳定性和无铅元素的新型卤化物发射材料。”“如果这个问题得到解决,ped将在未来用于实用电子产品的商业化。”
故事来源:
提供的材料美国物理学会.注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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