Niedawno profesor Xiao Zhengguo' grupa badawcza ze Szkoły Fizyki Uniwersytetu Nauki i Technologii w Chinach, Kluczowego Laboratorium Fizyki Materiałów Kwantowych Silnego Sprzężenia Chińskiej Akademii Nauk oraz Narodowego Centrum Badań Mikroskali w Hefei Nauka o materiałach poczyniła istotne postępy w dziedzinie wytwarzania diod LED perowskitu na dużą skalę.
Zespół badawczy wykorzystał metodę wycieraczki wspomaganej nożem powietrznym, aby przygotować wysokowydajną perowskitową diodę LED o dużej powierzchni, co jest ważnym krokiem w kierunku komercyjnego zastosowania perowskitowego oświetlenia LED. Powiązane wyniki zatytułowano „GG”; Wielkopowierzchniowe i wydajne perowskitowe diody elektroluminescencyjne z niskotemperaturową powłoką ostrza GG; i zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Communications 8 stycznia.
Diody LED z perowskitu metalohalogenkowego stały się nową generacją urządzeń LED ze względu na ich zalety, takie jak szeroka gama kolorów, łatwa regulacja pasma wzbronionego, wąska półszczytowa szerokość luminescencji i łatwość przygotowania. W 2014 roku po raz pierwszy zgłoszono, że perowskitowe diody LED, które emitują światło w temperaturze pokojowej, mają zewnętrzną wydajność kwantową (EQE) poniżej 1%. W ciągu zaledwie kilku lat EQE perowskitowych diod LED przekroczyło 20%, co jest zbliżone do komercyjnych organicznych diod LED (poziom OLED), pokazując szerokie perspektywy zastosowań w dziedzinie oświetlenia i wyświetlania.
Jednak wszystkie obecne wysokowydajne diody perowskitowe są produkowane w oparciu o metodę powlekania wirowego, a powierzchnia urządzenia jest bardzo mała (rzędu mm2), co nie jest w stanie zaspokoić potrzeb wielkopowierzchniowego oświetlenia komercyjnego. Metoda powlekania ostrza jest metodą opartą na metodzie roztworowej do wytwarzania folii wielkopowierzchniowych, ale proces krystalizacji folii perowskitowej wytworzonej metodą powlekania ostrza nie jest łatwy do kontrolowania. EQE przygotowanej perowskitowej diody LED wynosi tylko 1,1%. Powierzchnia urządzenia to tylko 9mm2.
W odpowiedzi na powyższe problemy grupa badawcza Xiao Zhengguo obrała za obiekt badań organiczno-nieorganiczny hybrydowy perowskit CH3NH3PbI3. Zmniejszając stężenie prekursora perowskitu, wprowadzono 4-fluorobenzyloaminę i połączono ją z metodami wspomaganymi nożem powietrznym, aby przyspieszyć proces krystalizacji filmu. tylko 0,8 nm.
Folia perowskitowa o dużej powierzchni (6 cm x 9 cm) przygotowana metodą powlekania nożem wykazuje doskonałą jednorodność pod względem grubości, chropowatości powierzchni, wydajności fluorescencji i trwałości fluorescencji. EQE perowskitowego urządzenia LED przygotowanego metodą powlekania nożem wynosi aż 16,1% (0,04 cm2) i 12,7% (1 cm2). Perowskitowa dioda LED o bardzo dużej powierzchni (28 cm2) emituje bardzo jednolite czerwone światło podczas pracy.
Jednocześnie grupa badawcza wykorzystała również metodę scratch coating do przygotowania elastycznej perowskitowej diody LED na bazie podłoża PEN / ITO, która położyła podwaliny pod przygotowanie wielkopowierzchniowych elastycznych urządzeń optoelektronicznych. Powyższa praca w pełni ukazuje możliwość wykonania wielkopowierzchniowych, wysokowydajnych diod perowskitowych metodą ściągaczki oraz wielką perspektywę ich zastosowania w oświetleniu komercyjnym LED.
Profesor Xiao Zhengguo z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Nauki i Technologii Chin jest autorem korespondencyjnym artykułu. Doktoranci Chu Shenglong i Chen Wenjing z Wydziału Fizyki oraz magistrant Fang Zhibin są współautorami artykułu. Badania zostały sfinansowane przez Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych w Chinach, Departament Organizacyjny Komitetu Centralnego Komunistycznej Partii Chin oraz Uniwersytet Nauki i Technologii Chin. (Źródło: China University of Science and Technology News Network)
