Universitat de Tecnologia de la Xina Meridional desenvolupa alt rendiment White Light Perovskite LED

- Jan 25, 2021-

L'eficiència és tan alta com un 12%! Universitat de Tecnologia de la Xina Meridional desenvolupa llum blanca d'alt rendiment LED


Recentment, l'equip del professor Xuanli Ye, del Laboratori Estatal de Materials i Dispositius Luminescents de la Universitat tecnològica de la Xina Meridional, va publicar un titulat "Utilització de modes òptics atrapats per a díodes emissors de llum de perovskita blanca amb eficiència superior al 12%" a la revista internacional "Joule". Treballs de recerca.


Els díodes emissors de llum blanca (LED) són una part important de les aplicacions d'il·luminació i exhibició, i aquestes dues aplicacions consumeixen molta energia elèctrica. Per tant, la realització de LED blancs d'alta eficiència és de gran importància per a l'estalvi energètic i la reducció d'emissions. Després dels últims anys de desenvolupament, els LED de perovskita d'halur metàl·lic han demostrat un gran potencial i s'espera que es converteixi en la pròxima generació de tecnologia d'emissió de llum.


Entre ells, l'eficiència quàntica externa dels LED de perovskita vermella i verda ha augmentat ràpidament de menys de l'1% a més del 20%, i l'eficiència dels LED de perovskita blava també ha superat el 12%, però el desenvolupament de dispositius de llum blanca perovskita segueix sent molt lent.


A més, basant-se en l'anàlisi de simulació òptica, en els dispositius LED tradicionals de perovskita, més del 80% dels fotons estan restringits al dispositiu i no es poden emetre, fent que l'eficiència d'extracció de llum dels LED de perovskita generalment sigui inferior al 20%, la qual cosa restringeix el seu desenvolupament posterior Un altre tema clau.


En resposta als problemes científics anteriors, l'equip va proposar un mètode senzill i eficaç per resoldre simultàniament els problemes d'eficiència limitada d'extracció de llum i baix rendiment dels dispositius de llum blanca en LED de perovskita, és a dir, dissenyant racionalment elèctrodes translúcids multicapa (LiF/ Al / Ag / LiF) per acoblar la capa de perovskita blava i la capa nanocristal·lina de perovskita vermella en el camp proper per aconseguir un augment substancial en l'eficiència de l'extracció de llum, construint així un dispositiu LED de perovskita blanca d'alt rendiment.


En general, a causa de la gran diferència entre l'índex refractiu de la capa d'emissió de llum de perovskita i la de la capa d'interfície orgànica, la reflexió total es causa en un angle específic, que indueix un mode de guia òptica d'ona en el dispositiu LED de perovskita, fent que la capa d'emissió de llum emeti part dels fotons oscil·len repetidament dins del dispositiu i no poden escapar fora del dispositiu. L'ona evanescent generada durant la reflexió total continuarà induir la generació de modes polariton de plasmon superficial (SPP).


A més, l'existència de mode substrat i absorció parasitària reduirà la probabilitat que els fotons es propaguen a l'exterior del dispositiu (costat de l'aire). Afortunadament, l'energia del camp evanescent generat per la reflexió total i SPP pot penetrar a la següent capa del medi en el camp proper, que proporciona l'oportunitat d'utilitzar-los per suprimir la guia òptica d'ona en el mode LED perovskita i el mode SPP es pot realitzar mitjançant tres efectes d'acoblament de camp proper: efecte túnel de fotons, absorció d'ones evanescents i absorció SPP.


Amb aquesta finalitat, l'equip va dissenyar una estructura de dispositius multicapa "ITO/NiOx/PVK/blue perovskite/TPBi/LiF/Al/Ag/LiF/red light perovskite nanocrystalline", en què la presència d'una capa de llum vermella pot tenir èxit Els tres efectes d'acoblament de camp proper s'utilitzen per extreure fotons blaus limitats al mode de guia d'ones òptiques i el mode SPP, i finalment aconseguir una millora de l'eficiència d'extracció de llum de més del 50%, i al mateix temps utilitzar llum blava i vermella de color complementari per aconseguir l'emissió de llum blanca.


Basant-se en aquesta estratègia, l'equip va fabricar amb èxit leds blancs de dos colors i tres colors d'alt rendiment amb eficiències quànquiques externes de fins a un 12% i un 5%, respectivament, que és l'últim rècord en aquest camp i és una fita. A més, a més de l'aplicació en LED de perovskita, aquesta estratègia també es pot estendre a altres tipus de LED blancs (com ara: LED orgànics, LED inorgànics i LED quàntics, etc.) per millorar les seves capacitats d'extracció de llum i promoure tota la llum blanca Desenvolupament addicional del camp LED.

Un parell de:La companyia accionària d’Inventronics Agrify apareix als Estats Units i el creixement de la il·luminació de plantes creix. Següent:La demanda de detecció 3D creix, el valor de producció de VCSEL s'elevarà a 1.800 milions de dòlars el 2021