For nylig har professor Xiao Zhengguos forskerhold fra School of Physics ved University of Science and Technology of China, Key Laboratory of Strongly Coupled Quantum Material Physics ved det kinesiske videnskabsakademi og Hefei National Research Center for Microscale Material Science gjort vigtige fremskridt inden for fremstilling af effektiv og stabil perovskit-enkeltkrystalLED'er.

Forskerholdet har dyrket højkvalitets, stort areal og ultratynde perovskit-enkeltkrystaller ved at bruge pladsbegrænsningsmetoden og forberedt perovskit-enkeltkrystal-LED med lysstyrke på mere end 86.000 cd/m2 og levetid på op til 12.500 timer for første gang, hvilket har taget et vigtigt skridt hen imod anvendelsen af ​​perovskite LED til menneskerbelysning. De relevante præstationer, med titlen "Høj lyse og stabile enkeltkrystal perovskit lysemitterende dioder", blev offentliggjort i Nature Photonics den 27. februar.

Metalhalogenidperovskit er blevet en ny generation af LED-display- og belysningsmaterialer på grund af dens justerbare bølgelængde, smalle halvspidsbredde og lavtemperaturforberedelse. På nuværende tidspunkt har den eksterne kvanteeffektivitet (EQE) af perovskit LED (PeLED) baseret på polykrystallinsk tynd film oversteget 20%, sammenlignet med kommerciel organisk LED (OLED). I de seneste år, levetiden for de fleste af de rapporterede højeffektive perovskiteLED-enhederspænder fra hundreder til tusindvis af timer, og halter stadig bagefter OLED'er. Enhedens stabilitet vil blive påvirket af faktorer som ionbevægelse, ubalanceret bærerimplantation og joule-varme, der genereres under drift. Derudover begrænser den alvorlige Auger-rekombination i polykrystallinske perovskit-anordninger også lysstyrken af ​​enhederne.

Som svar på ovenstående problemer brugte Xiao Zhengguos forskerhold pladsbegrænsningsmetoden til at dyrke perovskit-enkeltkrystaller på substratet in situ. Ved at justere vækstbetingelserne, introducere organiske aminer og polymerer, blev krystalkvaliteten effektivt forbedret, hvorved der blev fremstillet højkvalitets MA0.8FA0.2PbBr3 tynde enkeltkrystaller med en minimumstykkelse på 1,5 μm. Overfladeruheden er mindre end 0,6 nm, og det interne fluorescenskvanteudbytte (PLQYINT) når 90%. Perovskite-enkeltkrystal LED-enheden forberedt med tyndt enkeltkrystal som det lysemitterende lag har en EQE på 11,2%, en lysstyrke på mere end 86000 cd/m2 og en levetid på 12500 timer. Det har oprindeligt nået tærsklen for kommercialisering og er blevet en af ​​de mest stabile perovskite LED-enheder på nuværende tidspunkt.

Ovenstående arbejde demonstrerer fuldt ud, at brug af tynd perovskit-enkeltkrystal som det lysemitterende lag er en mulig løsning på stabilitetsproblemet, og at perovskit-enkeltkrystal-LED har en stor udsigt inden for menneskelig belysning og visning.