Hocheffiziente großflächige Perowskit-LEDs pro die Display-Technologie jener nächsten Generation

Ein Forschungsteam jener Seoul Patriotisch University (Prof. Tae-Woo Lee) entwickelte hocheffiziente großflächige Perowskit-Leuchtdioden (PeLEDs) mit einer externen Quanteneffizienz (EQE) von 22,5 % und einer Pixelgröße von 102 mm2. Die Forschungsergebnisse wurden am 4. Mai in Nature Nanotechnology, jener weltweit renommierten internationalen Wissenschaftszeitschrift, veröffentlicht (Titel: Exploiting the full benefit of colloidal perovskite nanocrystals for large-area efficiency light-ending diodes).

Metallhalogenid-Perowskite nach sich ziehen eine sehr schmale spektrale Emission, eine ausgezeichnete Farbreinheit, niedrige Materialkosten und eine breite und einfache Farbabstimmung. Basierend gen diesen Vorteilen gelten Perowskite denn vielversprechende Lichtemitter mit hoher Farbreinheit, die die herkömmlichen organischen und anorganischen Quantenpunkt (QD)-Lichtemitter in Displays und Festkörperbeleuchtungstechnologien ersetzen können. Insbesondere Perowskit ist jener bisher einzige Zeichengeber, jener den Standard von REC.2020 gerecht werden kann. Von dort wird erwartet, dass Perowskit zur zukünftigen Ultra-High-Definition-TV-Technologie (UHD-TV) hinzufügen wird.

Professor Tae-Woo Lee hat die PeLED-Wissenschaft geleitet, einschließlich des ersten Berichts mehr als die hocheffizienten PeLEDs mit einem EQE von 8,53 % im Jahr 2015, mehr als den in Science berichtet wurde, und einem EQE von 23,4 % jener weltweit höchsten Energieeffizienz im Jahr 2021, mehr als den in Nature Photonics berichtet wurde.

Anschließend entwickelte sein Forschungsteam kürzlich die skalierbare Beschichtungsmethode von Perowskit-Nanokristallen zur Herstellung gleichmäßiger großflächiger emittierender Filme und stellte die hocheffiziente großflächige PeLED mit einer Pixelgröße von 102 mm2 und einem EQE von 22,5 % her und berichtete in Nature Nanotechnology. Dieser EQE-Zahl ist die höchste Energieeffizienz c/o großflächigen PeLEDs (>100 mm2).

Bestehende hocheffiziente, großflächige PeLED-Wissenschaft basierte gen massiven polykristallinen Dünnfilmen. Da jener massive polykristalline Perowskit taktgesteuert während jener Filmbildung kristallisiert, wird die Qualität jener hergestellten PeLED durch die experimentelle Umgebung stark beeinträchtigt und somit die Wiederholbarkeit eingeschränkt.

Typischerweise ist es c/o großflächigen PeLEDs schwierig, dasjenige Kristallwachstum zu steuern, um kleine und feine Nanokörner zu erzielen. Außerdem hat dasjenige Schleuderbeschichtungsverfahren, dasjenige in jener PeLED-Wissenschaft weithin akzeptiert ist, inhärente Beschränkungen im Sinne als jener Gleichmäßigkeit und jener Massenproduktion von großflächigen Dünnschichten. Von dort zeigten zuvor berichtete PeLEDs vereinigen signifikanten Effizienzabfall c/o großflächigen Geräten.

Professor Tae-Woo Lee und sein Forschungsteam nach sich ziehen vorgeschlagen, dass die Überwindung jener früheren intrinsischen Probleme c/o großflächigen Geräten durch die Verwendung von kolloidalen Perowskit-Nanokristallen realisiert werden kann, die eine Größe von mehreren Nanometern (1 Milliardstel Meter) nach sich ziehen. In solch einer kleinen Dimension können Ladungsträger räumlich eingeschränkt werden, um eine hohe Lumineszenzeffizienz zu klappen, und organische Liganden, die in jener Oberfläche des Nanokristalls vorhanden sind, können die Ionenmigration und dasjenige Einfangen von Ladungen wirksam unterdrücken.

Außerdem können mit kolloidalen Perowskit-Nanokristallen, die die Kristallisation von Perowskit vom Filmbildungsprozess entkoppeln, sehr gleichmäßige und reproduzierbare großflächige Dünnfilme erzielt werden. Dies Forschungsteam jener Seoul Patriotisch University unter jener Rohrfernleitung von Professor Tae-Woo Lee entwickelte eine einfache modifizierte Stabbeschichtung, die dasjenige Verdampfen von Restlösungsmittel erleichtert. PeLEDs, die die einheitlichen, mit modifizierten Stäben beschichteten Perowskit-Nanokristallfilme enthielten, erreichten vereinigen EQE von 23,26 % und vereinigen EQE von 22,5 % in einer großen Pixelfläche von 102 mm2 mit hoher Wiederholbarkeit.

Prof. Tae-Woo Lee sagte: „Welche Studie hat eine Technologie entwickelt, die pro die Herstellung großflächiger Geräte unerlässlich ist, welches dasjenige größte Hindernis pro die Vermarktung von PeLEDs war.“ Er kommentierte gleichwohl: „Es wird erwartet, dass es zur Vermarktung von PeLEDs beiträgt, während es den Weg pro die Entwicklungsverlauf von großformatigen industriellen Displays und Festkörperbeleuchtung bereitstellt, die Perowskite verwenden.“

Forschungsbericht: „Auswertung jener vollen Vorteile kolloidaler Perowskit-Nanokristalle pro großflächige effiziente Leuchtdioden“

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Seoul Nationaluniversität

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