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钙钛矿发光二极管诞生外部量子效率创纪录达216

2021年07月29日 河南机械设备网

林雪平大学一个实验室已经生产出高效的钙钛矿近红外(nir)发光二极管。外部量子效率是21.6%,这是一个记录。研究结果发表在《自然光子学》上。这项工作由刘科学家冯高领导,他与中国、意大利、新加坡和瑞士的同事密切合作。

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钙钛矿是由其晶体结构决定的一组材料,在过去10年中一直是人们研究的热点,最初用于太阳能电池,但新研究也用于发光二极管,具有良好的发光性能,易于制造。

博科园-科学科普:迄今为止,基于钙钛矿发光二极管的外部量子效率(以光形式发射的载流子比例)一直受到制造过程中材料中出现的缺陷限制,这些缺陷对载流子起着陷阱的作用,从而造成能量损失。处理缺陷的一种方法是添加被称为“钝化分子”的材料,这种材料与引起缺陷的原子相结合。研究人员此前发现了一种末端带有氨基的分子,这种分子在性质上有一定的改善。

钙钛矿发光二极管外部量子效率达到创纪录的21.6%。图片:thor balkhed

然而,当他们选择一种同样含有氧原子的分子时,这种效果显著增强。林雪平大学生物分子和有机电子学高级讲师冯高(音译)说:我们现在知道,是钝化分子和钙钛矿材料之间的氢键造成了问题。他们发现的分子末端有两个氨基,氧原子在它们之间的适当距离。氧原子降低了氨基的氢键能力,从而增加了它们与缺陷相互作用的可能性。钙钛矿中电荷载流子陷阱的数量显著减少,使电荷载流子能够有效地重新组合和发光。

徐卫东,林雪平大学实验室研究员。图片:thor balkhed

这种特殊钙钛矿材料在近红外区域提供高效的发光二极管。近红外发光二极管在医疗和电信应用中特别有用。相信新发现也可以应用于其他颜色的钙钛矿发光二极管。外部量子效率达到创纪录的21.6%。生物分子和有机电子学部门博士后徐维东说:我们已经开发出钙钛矿材料中最好的发光二极管,还可以与基于有机材料的发光二极管竞争。

博科园-科学科普|研究/来自: 林雪平大学

参考期刊文献:《nature photonics》

doi: 10.1038/s41566-019-0390-x

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