据新华社合肥6月12日电 近日,中国科学技术大学肖正国教授研究团队在提高钙钛矿发光二极管(LED)寿命方面取得了重要进展。他们提出了一种被称作“弱空间限域”的新方法,制备出了晶体颗粒更大、更耐高温的全无机钙钛矿薄膜,成功将LED亮度提高到116万尼特以上,使用寿命超过18万小时。相关研究成果发表在《自然》期刊上。
钙钛矿是一种性能优越的新型材料,具有高发光效率、成本低廉和制作灵活的优点,在太阳能电池、LED和探测器中应用前景广泛。然而,由于传统的钙钛矿材料中,电子和空穴(负责发光的电荷)难以有效碰撞发光,因此科研人员之前多采用“强空间限域”的方法——例如制作非常小的纳米颗粒或极薄的材料层,来提高发光效率。但这种方法的缺点是LED很难达到高亮度,而且使用寿命短,通常只能持续工作数小时,现实生活中难以落地应用。
为解决这一难题,研究团队提出一种完全不同的策略——“弱空间限域”。他们在钙钛矿材料里添加了特定的化合物,即次磷酸和氯化铵,通过高温退火工艺,制备出晶体颗粒更大、缺陷更少的新型钙钛矿薄膜。这种新材料内部更加有序,避免了传统方法制备出的小晶体所带来的缺陷问题,极大地提升了LED的稳定性和亮度。