L'USTC prépare une LED monocristalline pérovskite efficace et stable

Récemment, le groupe de recherche du professeur Xiao Zhengguo de l'École de physique de l'Université des sciences et technologies de Chine, le laboratoire clé de physique des matériaux quantiques fortement couplés de l'Académie chinoise des sciences, Et le Centre national de recherche Hefei pour les sciences physiques à l'échelle microscopique a fait des progrès importants dans le domaine de la préparation de LED monocristallines en pérovskite efficaces et stables.

L'équipe de recherche a utilisé la méthode de confinement spatial pour cultiver des monocristaux de pérovskite de haute qualité, de grande surface et ultra-minces, et pour la première fois préparé une LED monocristalline pérovskite avec une luminosité de plus de 86,000 cd/m2 et une durée de vie allant jusqu'à 12,500 h. L'application de la LED minérale dans l'éclairage humain a franchi une étape importante. Les résultats pertinents, intitulés "Diodes électroluminescentes pérovskite à cristal unique très brillantes et stables", ont été publiés dans le magazine "Nature Photonics" le 27 février.

Les pérovskites aux halogénures métalliques sont devenues une nouvelle génération d'affichage à LED et de matériaux d'éclairage en raison de leur longueur d'onde de luminescence réglable, de leur largeur de demi-crête de luminescence étroite et de leur préparation à basse température. Actuellement, l'efficacité quantique externe (EQE) des LED pérovskite (PeLED) à base de films polycristallins a dépassé les 20%, ce qui est comparable aux LED organiques (OLED) commerciales. Ces dernières années, la durée de vie de la grande majorité des appareils à LED pérovskite à haut rendement signalés va de centaines à des milliers d'heures, toujours à la traîne par rapport aux OLED. Des facteurs tels que le mouvement ionique, l'injection déséquilibrée de porteurs et la chaleur Joule générée pendant le fonctionnement affecteront la stabilité de l'appareil. De plus, une forte recombinaison Auger dans les dispositifs de pérovskite polycristalline limite également la luminosité des appareils.

En réponse aux problèmes ci-dessus, le groupe de recherche de Xiao Zhengguo a utilisé la méthode de confinement spatial pour faire pousser des monocristaux de pérovskite in situ sur le substrat. En régulant les conditions de croissance et en introduisant des amines et des polymères organiques, la qualité des cristaux a été efficacement améliorée, préparant ainsi des MA0. de haute qualité. Monocristal mince 8FA0.2PbBr3, l'épaisseur minimale n'est que de 1.5 μm, la rugosité de surface est inférieure à 0.6 nm et le rendement quantique de fluorescence interne (PLQYint) atteint 90%. Le dispositif LED monocristallin pérovskite préparé avec un monocristal mince comme couche électroluminescente a un EQE de 11.2%, une luminosité de plus de 86,000 cd/m2, et une durée de vie allant jusqu'à 12,500 h. Il a initialement atteint le seuil de commercialisation et est devenu la pérovskite la plus stable actuellement. L'un des appareils LED.

Les travaux ci-dessus démontrent pleinement que l'utilisation de monocristaux minces pérovskite comme couche électroluminescente est une solution réalisable au problème de stabilité, ainsi que les grandes perspectives des LED monocristallines pérovskite dans le domaine de l'éclairage humain et de l'affichage.

Illustration: Schéma de croissance monocristalline par la méthode de confinement spatial (a), image de microscope d'un monocristal (b), structure du dispositif de la LED monocristalline pérovskite (c), caractérisation des performances de la LED monocristalline pérovskite (d-f).


Le professeur Xiao Zhengguo, École de physique de l'Université des sciences et technologies de Chine, est l'auteur correspondant de l'article. Chen Wenjing, stagiaire postdoctoral au Département de physique, et les étudiants en master Huang Zongming et Yao Haitao sont les co-premiers auteurs de l'article. Cette recherche a été financée par la National Natural Science Foundation of China, le Département Organisation du Comité central du Parti communiste chinois et l'Université des sciences et technologies de Chine.

Source: Réseau de nouvelles de l'Université chinoise des sciences et technologies