Сервис для
сео - оптимизаторов

Найди ошибки на сайте
Ошибки мешают продвижению сайта
Исправь ошибки на сайте
Сайт без ошибок продвигать легче
Получи новых клиентов
Новые клиенты принесут больше прибыль

Перовските светодиод

  1. Что такое перовскиты? Перовскит представляет собой минерал на основе оксида кальция и титана с химической...
  2. Что могут перовскиты сделать для светодиодов?
  3. Последние работы в области светодиодов на основе перовскита

Что такое перовскиты?

Перовскит представляет собой минерал на основе оксида кальция и титана с химической формулой CaTiO3, открытый на Урале в России Густавом Роузом в 1839 году и названный в честь русского минералога Льва Перовского (1792–1856).

Перовскиты представляют собой класс материалов с похожей структурой, которые легко синтезируются и относительно дешевы. Перовскиты считаются будущим солнечных элементов, а также, по прогнозам, будут играть важную роль в аккумуляторах для электромобилей следующего поколения, дисплеях, датчиках, лазерах и многом другом.

Перовскиты могут обладать впечатляющей коллекцией интересных свойств, включая «колоссальное магнитосопротивление» - их электрическое сопротивление изменяется, когда они находятся в магнитном поле (что может быть полезно для микроэлектроники). Некоторые перовскиты являются сверхпроводниками, что означает, что они могут проводить электричество без сопротивления вообще. Перовскитные материалы обладают многими другими интересными и интригующими свойствами. Сегнетоэлектричество, упорядочение зарядов, спин-зависимый транспорт, высокая термоЭДС и взаимодействие структурных, магнитных и транспортных свойств являются обычно наблюдаемыми особенностями этого семейства. Поэтому у перовскитов открываются захватывающие возможности для физиков, химиков и материаловедов.

Что такое светодиоды?

Светодиод (LED) представляет собой электронный компонент, который по существу является двухпроводным полупроводниковым источником света. Это диод с переходным напряжением, который излучает свет при активации напряжением, приложенным к выводам, что заставляет электроны рекомбинировать с электронными дырками внутри устройства, выделяя энергию в форме фотонов. Этот эффект называется электролюминесценцией, а цвет света определяется шириной запрещенной зоны выбранного полупроводника.



Преимущества светодиодов по сравнению с источниками света накаливания включают более низкое энергопотребление, более длительный срок службы, улучшенную физическую прочность, меньшие размеры и более быстрое переключение. Светодиоды стали повсеместно распространенными и находят широкое применение в аэрокосмической и автомобильной промышленности, а также в рекламе, светофорах, вспышках фотоаппаратов и многом другом.

Светодиоды, предназначенные для общего освещения помещений, в настоящее время остаются более дорогими, чем флуоресцентные или лампы накаливания с аналогичной мощностью, но значительно более энергоэффективны.

Что могут перовскиты сделать для светодиодов?

Современные высококачественные светодиоды основаны на полупроводниках с прямой запрещенной зоной, но изготовление этих устройств является непростой задачей, поскольку их необходимо обрабатывать при высоких температурах и в вакууме, что делает их довольно дорогими в больших количествах. Перовскиты, являющиеся полупроводниками с прямой запрещенной зоной, могут стать реальной альтернативой другим типам материалов с прямой запрещенной зоной для таких применений, как цветные дисплеи, поскольку они дешевы и просты в изготовлении, а также могут быть легко настроены для излучения света различных цветов.

Исследователи обнаружили, что перовскиты на основе галогенидов металлорганических соединений (комбинация свинца, органических веществ и галогенов, которые превращаются в кристаллическую структуру перовскита в твердом состоянии) могут быть очень подходящими для изготовления устройств оптоэлектроники, поскольку они могут обрабатываться в растворе и не нуждаются в быть нагретым до высоких температур. Это означает, что пленки этих материалов большой площади могут быть нанесены на широкий спектр гибких или жестких подложек. Перовскиты также имеют оптическую запрещенную зону, которая может быть настроена в видимой и инфракрасной областях, что делает их очень перспективными для ряда приложений оптоэлектроники. Эти материалы также очень сильно излучают свет, что делает их очень подходящими для изготовления светодиодов. Свет, излучаемый перовскитами, может быть легко настроен, что делает их идеальными для цветных дисплеев и освещения, а также в приложениях оптической связи.

Однако главное препятствие, которое перовскиты должны будут преодолеть, чтобы использовать их в устройствах типа СИД, заключается в том, что электроны и дырки слабо связываются в тонких пленках перовскита. Это означает, что экситоны (пары электрон-дырка) самопроизвольно диссоциируют на свободные носители в объемном рекомбинационном слое, что приводит к низкой квантовой эффективности фотолюминесценции (PLQE), высокому току утечки и низкой световой эффективности. Это, очевидно, ухудшает способность перовскитов создавать высокоэффективные светодиоды, а для перовскитных материалов оказывать сопоставимое влияние на излучение света, необходимо преодолеть кинетику медленной излучательной рекомбинации. Проще говоря, исследователи должны будут найти способы эффективного удержания электронов и дырок в перовските, чтобы они могли «рекомбинировать» с излучением света. В этой области уже достигнут существенный прогресс, и кажется, что перовскиты действительно откроют дверь для недорогого, настраиваемого по цвету подхода к разработке светодиодов.

Последние работы в области светодиодов на основе перовскита

В июле 2016 года Исследователи из Технологического университета Наньянга в Сингапуре изготовили высокоэффективные зеленые светодиоды на основе коллоидных металлоорганических наночастиц перовскита , Устройства имеют максимальную световую отдачу 11,49 кд / А, энергетическую эффективность 7,84 лм / Вт и внешнюю квантовую эффективность 3,8%. Говорят, что это значение примерно в 3,5 раза выше, чем у лучших коллоидных светодиодов на основе квантовых точек на основе перовскита.

В марте 2016 года исследователи из Университета Торонто в Канаде и Университета ShangaiTech в Китае преуспели в использование коллоидных квантовых точек в перовскитовой матрице с высокой подвижностью для создания ближнего инфракрасного (NIR) светодиода (LED) с рекордной эффективностью преобразования энергии при электролюминесценции почти 5% для этого типа устройства , Светодиод NIR может найти применение в таких устройствах, как приборы ночного видения, биомедицинские изображения, оптическая связь и вычисления.

В феврале 2016 года Исследователи из Университета Жауме I и Университета де Валенсия изучили взаимодействие двух материалов: галогенид перовскита и квантовых точек, выявив значительный потенциал для разработки современных светодиодов и более эффективных солнечных элементов. , Исследователи количественно определили «эксиплексное состояние», возникающее в результате сочетания галогенидных перовскитов и коллоидных квантовых точек, обе из которых по отдельности известны своими оптоэлектронными свойствами, но при объединении эти материалы дают более длинные длины волн, чем может быть достигнуто одним из материалов, плюс легкие свойства настройки вместе они могут внести важные изменения в светодиодные и солнечные технологии.

В декабре 2015 года исследователи из Университета Пхохан в Корее, как сообщается, первыми разработать перовскитный светодиод (PeLED), который мог бы заменить органический светодиод (OLED) и светодиод с квантовой точкой (QDLED) ,

Органические / неорганические гибридные перовскиты имеют гораздо более высокую чистоту цвета при более низкой стоимости по сравнению с органическими излучателями и неорганическими излучателями КТ. Однако светодиоды на основе перовскита ранее демонстрировали ограниченную световую эффективность, главным образом из-за значительного экситона (комплекса электронов и дырок, который может допускать излучение света, когда он излучательно рекомбинирован), диссоциации в слоях перовскита. Исследовательская группа преодолела ограничения эффективности PeLED и повысила его эффективность до уровня, аналогичного уровню фосфоресцентных OLED. Это увеличение было объяснено тонкой стехиометрической настройкой, которая предотвращает диссоциацию экситонов, и наноструктурой, которая уменьшает размер зерна перовскита и одновременно уменьшает длину диффузии экситонов. PeLED может изменить правила игры в индустрии дисплеев и полупроводникового освещения со значительно улучшенной эффективностью, а также такими преимуществами, как превосходная цветовая гамма и низкая стоимость материалов.

В ноябре 2015 года исследователи штата Флорида разработал более дешевый, более эффективный светодиод или светодиод с использованием перовскитов , Исследователи потратили месяцы, используя синтетическую химию для тонкой настройки материалов в лаборатории, создавая перовскитный материал, способный испускать ошеломляющие 10000 кандел на квадратный метр при питании от 12 вольт. Ученые утверждают, что такая исключительная яркость в значительной степени обусловлена ​​высокой люминесцентной эффективностью этого высококристаллического наноматериала с поверхностной обработкой.

Что такое перовскиты?
Что могут перовскиты сделать для светодиодов?
Что такое светодиоды?
Что могут перовскиты сделать для светодиодов?