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研究人员制备出全无机钙钛矿绿光LED,稳定性大幅提高

发布时间:2021-07-31 23:05 作者:BG注册 点击: 【 字体:

本文摘要:近日,郑州大学材料物理教育部重点实验室的史志锋副教授等人与吉林大学合作,在新型钙钛矿恩闪烁器件方面获得新进展,顺利制取出有高效平稳的全无机钙钛矿绿光LED,该器件展现出出有十分出色的工作稳定性。涉及结果公开发表在《纳米快报》上。 钙钛矿材料最初引发人们的普遍注目是在新型太阳能电池领域,在短短的几年内钙钛矿恩太阳能电池已构建多达22%的切换效率,展现较好的应用于前景。但是,受限于钙钛矿薄膜较好的成膜特性以及比较较低的荧光量子效率,其在闪烁、表明以及激光领域的发展仍然较为较慢。

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近日,郑州大学材料物理教育部重点实验室的史志锋副教授等人与吉林大学合作,在新型钙钛矿恩闪烁器件方面获得新进展,顺利制取出有高效平稳的全无机钙钛矿绿光LED,该器件展现出出有十分出色的工作稳定性。涉及结果公开发表在《纳米快报》上。

钙钛矿材料最初引发人们的普遍注目是在新型太阳能电池领域,在短短的几年内钙钛矿恩太阳能电池已构建多达22%的切换效率,展现较好的应用于前景。但是,受限于钙钛矿薄膜较好的成膜特性以及比较较低的荧光量子效率,其在闪烁、表明以及激光领域的发展仍然较为较慢。同时,稳定性不低也仍然制约着传统有机-无机杂化钙钛矿材料在光电器件中的应用于。为了解决以上艰难,研究人员尝试使用仅有无机钙钛矿CsPbBr3量子点作为闪烁层来提高器件的闪烁性能。

该新型量子点体系使用非常简单的低温溶液方法制取,荧光量子效率多达85%,较传统的镉系由量子点具备更高的闪烁纯度。图1:上方为p-MgNiO/CsPbBr3/n-MgZnO/n+-GaN器件结构示意图,以及器件在8伏偏压下的闪烁照片;下方为钙钛矿LED倒数工作10小时下的发光强度波动曲线,插画表明在有所不同工作时间内的器件闪烁照片。

该工作获得了国家自然科学基金、中国博士后科学基金以及郑州大学优秀青年教师发展基金等项目的反对。对于钙钛矿LED而言,工作稳定性是容许其南北实用化的关键。

而目前已报导的钙钛矿基LED皆是使用有机或聚合物材料作为电荷流经层,其本身的不稳定性有利于器件在大电流下的长时间工作。郑州大学材料物理教育部重点实验室的史志锋等人创新性地使用无机氧化物半导体作为电荷流经层,首次制取出有基于CsPbBr3量子点的全无机异质结构(p-NiMgO/CsPbBr3/n-MgZnO/n+-GaN),该器件的亮度平均3809cd/m2,外量子效率大约为2.39%。更加最重要的是,该多层异质结构器件在无PCB、空气环境条件下,可在直流驱动下倒数工作10小时以上,其工作稳定性要大大高于使用传统聚合物材料(如PCBM、PEDOT等)作为载流子流经层的钙钛矿LED。该器件结构既可以充分发挥CsPbBr3量子点材料低光学增益的独有优势,又能融合Zn(Mg)O、Ni(Mg)O系薄膜材料工艺成熟期、导电平稳和结晶特性较好等优点,对于新型钙钛矿LED的研制及其电致发光的物理机制研究具备最重要意义。

这对未来低稳定性钙钛矿基LED的设计与发展获取了新的思路,未来将会推展其产业化进程。该工作获得了国家自然科学基金、中国博士后科学基金以及郑州大学优秀青年教师发展基金等项目的反对。


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本文来源:BG注册-www.fhjpj.com

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