Hiljuti professor Xiao Zhengguo' uurimisrühm Hiina Teaduse ja Tehnikaülikooli füüsikakoolist, Hiina Teaduste Akadeemia tugevate siduvate kvantmaterjalide füüsika põhilaborist ja Hefei riiklikust mikroskaala uurimiskeskusest Materjaliteadus on teinud olulisi edusamme perovskiidi LED-ide suuremahulise ettevalmistamise valdkonnas.
Uurimisrühm kasutas suure noaga abistava kaabitsa meetodit suure pindalaga, suure efektiivsusega perovskiidi LED-i ettevalmistamiseks, mis on oluline samm perovskiidi LED-valgustuse ärilise rakendamise suunas. Seotud tulemused olid pealkirjaga" Suure pindalaga ja tõhusad perovskiidist valgusdioodid madala temperatuuriga teraga kaetud" kaudu; ja need avaldati ajakirjas Nature Communications 8. jaanuaril.
Metallhalogeniid-perovskiidi LED-idest on saanud uue põlvkonna LED-seadmed nende eeliste tõttu, nagu lai värvigamma, ribavahe lihtne reguleerimine, kitsa luminestsentsi poole tipu laius ja ettevalmistamise lihtsus. 2014. aastal teatati esmakordselt, et toatemperatuuril valgust kiirgavate perovskiidi LED-ide välise kvantefektiivsus (EQE) on alla 1%. Vaid mõne aastaga on perovskite LED-ide EQE ületanud 20%, mis on lähedane kaubanduslikele orgaanilistele LED-idele (OLED-i tase) on näidanud valgustuse ja kuvamise valdkonnas laialdasi väljavaateid.
Kuid praegused ülitõhusad perovskiidiga LED-id on kõik valmistatud tsentrifuugimise meetodil ja seadme pindala on väga väike (suurusjärgus mm2), mis ei suuda rahuldada suurte pindade kaubavalgustuse vajadusi. Tera katmise meetod on lahusmeetodil põhinev meetod suurte pindade kilede valmistamiseks, kuid tera katmise meetodil valmistatud perovskiitkile kristallimisprotsessi pole lihtne kontrollida. Valmistatud perovskiidi LED-i EQE on ainult 1,1%. Seadme pindala on ainult 9mm2.
Vastuseks ülaltoodud probleemidele võttis Xiao Zhengguo uurimisrühm uurimisobjektiks orgaanilise-anorgaanilise hübriidperoviidi CH3NH3PbI3. Perovskiidi prekursori kontsentratsiooni vähendamisega lisati 4-fluorobensüülamiin ja kombineeriti õhunoa abil meetodite abil kile kristallimisprotsessiks. Söötmes moodustub rohkem tuumakohti, valmistades seeläbi ühtlase ja tiheda perovskiidi polükristallilise kile, mille pinna karedus on ainult 0,8 nm.
Nugakattemeetodil valmistatud suure pindalaga perovskiitkile (6 cm × 9 cm) näitab paksuse, pinna kareduse, fluorestsentsi saagise ja fluorestsentsi eluea osas suurepärast ühtlust. Nuga katmise meetodil valmistatud perovskiidi LED-seadme EQE on kuni 16,1% (0,04 cm2) ja 12,7% (1 cm2). Ülisuur ala (28cm2) perovskite LED kiirgab töötades väga ühtlast punast valgust.
Samal ajal kasutas uurimisrühm ka kriimustuskatte meetodit PEN / ITO substraadil põhineva painduva perovskiidi LED-i valmistamiseks, mis pani aluse suuremahuliste paindlike optoelektrooniliste seadmete ettevalmistamisele. Ülaltoodud töö demonstreerib täielikult suure pindalaga, suure efektiivsusega perovskiit-LED-ide ettevalmistamist kaabitsa meetodil ja selle väljavaateid kaubanduslike LED-valgustite jaoks.
Hiina teaduse ja tehnoloogia ülikooli füüsikaosakonna professor Xiao Zhengguo on kirjutise vastav autor. Füüsika osakonna doktorandid Chu Shenglong ja Chen Wenjing ning magistrant Fang Zhibin on artikli kaasautorid. Seda uuringut rahastasid Hiina Riiklik Loodusteaduste Fond, Hiina Kommunistliku Partei Keskkomitee organisatsiooniosakond ning Hiina Teaduse ja Tehnikaülikool. (Allikas: Hiina teaduse ja tehnikaülikooli uudiste võrgustik)
