使用寿命超18万小时!我国科研人员研制出超稳定钙钛矿发光二极管

小微 2025年06月12日 阅读:50597

使用寿命超18万小时!我国科研人员研制出超稳定钙钛矿发光二极管
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  新华社合肥6月12日电(记者戴威)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。

  研究表明,在效率方面,这种新型钙钛矿LED的发光效率超过22%,与商业化显示产品的发光效率持平。与目前市场上的主流商用OLED或LED屏幕相比,新型钙钛矿LED的极限亮度达到了116万尼特。人们日常使用的显示屏幕最高亮度通常在数千尼特以内,所以按照正常亮度100尼特计算,新型钙钛矿LED理论上能使用超过18万小时,已经达到商业化LED产品的广泛标准。

  研究人员介绍,这项突破性技术不仅成功克服了以往钙钛矿LED在效率和稳定性上难以兼得的技术瓶颈,更有望在未来广泛应用于高端显示屏、超高亮度照明等领域。

【责任编辑:刘阳】
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