不对称性有助于创造更稳定的蓝色钙钛矿LED结构,或使钙钛矿LED离商业化更近一
时间:2022-01-26来源:佚名
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研究人员表示,它可能使钙钛矿LED离商业化更近一步。
研究人员表示,钙钛矿有可能成为照明行业真正的游戏规则改变者。在短短几年内,钙钛矿LED的效率——它们将电能转化为光能的能力,已经飙升至与传统LED相媲美的水平,并且将很快超过传统材料。除了效率高之外,钙钛矿LED还比市场上当前的LED技术具有更多优势,因为它们有可能以低生产成本产生更亮、更纯的颜色。
然而,钙钛矿LED的稳定性仍然是一个巨大的障碍,即使是最稳定的LED,其使用寿命也只有几百小时。尤其是蓝色LED,效率远远落后于红色和绿色LED。但是,如果没有蓝色LED,钙钛矿在彩色显示器或光源中的实际应用会受到限制,因为需要混合红、绿和蓝光才能产生包括白色在内的全系列颜色。
研究人员解释,从历史上看,蓝光的发射一直很难实现。最初使用氮化镓制造的获得诺贝尔奖的蓝色LED,比红色和绿色LED的开发时间长长了30年——即使是现在,制造大型、高质量的氮化镓晶体仍然比较困难,且成本高昂。因此,研究新的蓝色发光材料,例如钙钛矿,至关重要。
在这项研究中,科学家们研究了蓝色钙钛矿LED中的主要问题之一——卤化物偏析问题。当金属卤化物钙钛矿晶体形成时,卤化物以八面体形状键合在金属原子周围。正离子位于这些八面体形状中的四个之间。
然而,当在钙钛矿LED上施加LED发光所需的电压时,它会导致形成八面体结构的负卤离子分离,并向LED的正端迁移。八面体形状之间的正离子也迁移到LED的负端。这种离子迁移会降低钙钛矿结构,导致LED的效率直线下降,蓝色变为更绿色的色调。
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