Наскоро изследователският екип на професор Xiao Zhengguo от Факултета по физика на Университета за наука и технологии на Китай, Ключовата лаборатория за силно свързана квантова материална физика на Китайската академия на науките и Националния изследователски център на Хефей за микромащабни материалознание направиха важно напредък в областта на получаването на ефикасен и стабилен монокристал перовскитсветодиоди.

Изследователският екип е отгледал висококачествени, с голяма площ и ултратънки перовскитни монокристали чрез използване на метода за ограничаване на пространството и е подготвил перовскит монокристален светодиод с яркост над 86000 cd/m2 и живот до 12500 часа за за първи път, което направи важна стъпка към прилагането на перовскитни LED върху хоратаосветление. Съответните постижения, озаглавени „Високо ярки и стабилни монокристални перовскитни светоизлъчващи диоди“, бяха публикувани в Nature Photonics на 27 февруари.

Металният халид перовскит се превърна в ново поколение LED дисплеи и осветителни материали поради неговата регулируема дължина на вълната, тясна ширина на полупика и подготовка при ниска температура. Понастоящем външната квантова ефективност (EQE) на перовскитния светодиод (PeLED), базиран на поликристален тънък филм, надвишава 20%, сравнима с търговския органичен светодиод (OLED). През последните години експлоатационният живот на повечето от докладваните високоефективни перовскитиLED устройстваварира от стотици до хиляди часове, все още изоставайки от OLED. Стабилността на устройството ще бъде повлияна от такива фактори като движение на йони, имплантиране на небалансиран носител и джаулова топлина, генерирана по време на работа. В допълнение, сериозната Auger рекомбинация в поликристалните перовскитни устройства също ограничава яркостта на устройствата.

В отговор на горните проблеми, изследователският екип на Xiao Zhengguo използва метода за ограничаване на пространството, за да отгледа монокристали перовскит върху субстрата in situ. Чрез регулиране на условията на растеж, въвеждане на органични амини и полимери, качеството на кристалите беше ефективно подобрено, като по този начин се подготвиха висококачествени тънки монокристали MA0.8FA0.2PbBr3 с минимална дебелина от 1,5 μm. Грапавостта на повърхността е по-малка от 0,6 nm, а квантовият добив на вътрешната флуоресценция (PLQYINT) достига 90%. Перовскитното монокристално LED устройство, подготвено с тънък монокристал като светлоизлъчващ слой, има EQE от 11,2%, яркост от повече от 86 000 cd/m2 и живот от 12 500 часа. Първоначално той достигна прага на комерсиализация и се превърна в едно от най-стабилните перовскитни LED устройства в момента.

Горната работа напълно демонстрира, че използването на тънък перовскит монокристал като светлоизлъчващ слой е възможно решение на проблема със стабилността и че перовскит монокристал LED има голяма перспектива в областта на човешкото осветление и дисплей.