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新型添加剂使钙钛矿LED更稳定高效、成本更低

新型添加剂使钙钛矿LED更稳定高效、成本更低

2021-08-04

        在16日出版的《自然·光子学》杂志上,美国普林斯顿大学研究人员发表论文称,他们开发出一种新技术,通过添加有机卤化铵,制造出了成本更低、效率更高且性能更稳定的钙钛矿发光二极管(LED)。

  过去10年来,LED的应用越来越广,其节能、环保、寿命长、体积小,但制造成本也相对较高,降低LED制造成本是相关产业界的重要目 标。钙钛矿算是一种古老的材料,1839年首次发现于俄罗斯乌拉尔山脉,因俄罗斯矿物学家列夫·波洛夫斯基而得名(钙钛矿的英文名 称是Perovskite)。这种材料多为立方体或八面体,具有奇特属性。它可以是半导体,也可以是超导体,取决于其结构。作为一种新型 功能材料,钙钛矿在环境保护和工业催化等领域具有很大的开发潜力。近几年,因其在太阳能电池领域的应用而受到持续关注。

  有机无机杂化的钙钛矿材料也被很多科学家视为氮化镓等LED制备材料的替代品,但成膜效率低、稳定性不高这两个缺点制约了其在LED 领域的应用。此次,普林斯顿大学研究人员开发的新技术解决了这一问题。他们在论文中称,在制造钙钛矿薄膜时,在钙钛矿溶液中添 加有机卤化铵,尤其是长链有机卤化铵,会使钙钛矿晶体颗粒小很多,制成的钙钛矿薄膜更薄、更光滑。而这样的钙钛矿薄膜意味着更 好的外部量子效率,会使发光二极管的效率更高,稳定性更好。

  相比于硅和其他LED制备材料,钙钛矿更廉价,制备工艺也更简单。研究人员称,新技术将加速钙钛矿在照明、显示、激光领域的商业应 用,使未来的LED产品更高效且廉价。

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