Πρόσφατα, η ερευνητική ομάδα του καθηγητή Xiao Zhengguo από τη Σχολή Φυσικής του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας, το Βασικό Εργαστήριο Ισχυρής Σύζευξης Κβαντικών Υλικών Φυσικής της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών και το Εθνικό Ερευνητικό Κέντρο Hefei για την Επιστήμη των Υλικών Μικροκλίμακας έχουν σημειώσει σημαντική πρόοδο στον τομέα της μεγάλης κλίμακας προετοιμασίας των LED perovskite.
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε μια μέθοδο squeegee υποβοηθούμενη από μαχαίρι αέρα για να προετοιμάσει μια μεγάλης περιοχής, υψηλής απόδοσης led perovskite, η οποία είναι ένα σημαντικό βήμα προς την εμπορική εφαρμογή του φωτισμού LED perovskite. Τα σχετικά αποτελέσματα είχαν τίτλο "Μεγάλες και αποτελεσματικές δίοδοι εκπομπής φωτός perovskite μέσω επίστρωσης λεπίδας χαμηλής θερμοκρασίας" και δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature Communications στις 8 Ιανουαρίου.
Τα LED perovskite μεταλλικού αλογονιδίου έχουν γίνει μια νέα γενιά συσκευών LED λόγω των πλεονεκτημάτων τους, όπως η ευρεία χρωματική γκάμα, η εύκολη ρύθμιση του χάσματος ζωνών, το στενό πλάτος μισής κορυφής φωτεινότητας και η ευκολία προετοιμασίας. Το 2014, αναφέρθηκε για πρώτη φορά ότι τα LED perovskite που εκπέμπουν φως σε θερμοκρασία δωματίου έχουν εξωτερική κβαντική απόδοση (EQE) μικρότερη από 1%. Μέσα σε λίγα χρόνια, το EQE των LED perovskite έχει ξεπεράσει το 20%, το οποίο βρίσκεται κοντά σε εμπορικές οργανικές λυχνίες LED (το επίπεδο oled) έχει δείξει ευρείες προοπτικές εφαρμογής στον τομέα του φωτισμού και της προβολής.
Ωστόσο, οι τρέχουσες λυχνίες LED perovskite υψηλής απόδοσης κατασκευάζονται όλες με βάση τη μέθοδο επίστρωσης περιστροφής και η περιοχή της συσκευής είναι πολύ μικρή (της τάξης του mm2), η οποία δεν μπορεί να καλύψει τις ανάγκες του εμπορικού φωτισμού μεγάλης περιοχής. Η μέθοδος επίστρωσης λάμας είναι μια μέθοδος που βασίζεται στη μέθοδο λύσης για την προετοιμασία μεμβρανών μεγάλης περιοχής, αλλά η διαδικασία κρυστάλλωσης της μεμβράνης perovskite που παρασκευάζεται με τη μέθοδο επικάλυψης λάμας δεν είναι εύκολο να ελεγχθεί. Το EQE των προετοιμασμένων οδηγήσεων perovskite είναι μόνο 1.1%. Η περιοχή της συσκευής είναι μόνο 9mm2.
Σε απάντηση στα παραπάνω προβλήματα, η ερευνητική ομάδα του Xiao Zhengguo πήρε ως αντικείμενο έρευνας οργανικό-ανόργανο υβριδικό perovskite CH3NH3PbI3. Με τη μείωση της συγκέντρωσης του πρόδρομου perovskite, εισήχθη η 4-φθοροβενζυλαμίνη και συνδυάστηκε με μεθόδους υποβοηθούμενης από μαχαίρι αέρα για να γίνει η διαδικασία κρυστάλλωσης φιλμ Περισσότερες θέσεις πυρήνων σχηματίζονται στο μέσο, προετοιμάζοντας έτσι μια ομοιόμορφη και πυκνή πολυκρυσταλλική μεμβράνη perovskite με επιφανειακή τραχύτητα μόλις 0,8nm.
Η μεμβράνη perovskite μεγάλης επιφάνειας (6cm×9cm) που παρασκευάζεται με τη μέθοδο επικάλυψης μαχαιριών παρουσιάζει εξαιρετική ομοιομορφία όσον αφορά το πάχος, την τραχύτητα της επιφάνειας, την απόδοση φθορισμού και τη διάρκεια ζωής του φθορισμού. Το EQE της συσκευής PEROVSKITE LED που παρασκευάζεται με τη μέθοδο επικάλυψης μαχαιριού είναι τόσο υψηλό όσο 16,1% (0,04cm2) και 12,7% (1cm2). Η εξαιρετικά μεγάλη περιοχή (28cm2) perovskite LED εκπέμπει ένα πολύ ομοιόμορφο κόκκινο φως κατά την εργασία.
Ταυτόχρονα, η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε επίσης τη μέθοδο επίστρωσης γρατσουνιών για να προετοιμάσει ένα εύκαμπτο led perovskite βασισμένο στο υπόστρωμα PEN /ITO, το οποίο έθεσε τα θεμέλια για την προετοιμασία ευέλικτων οπτικοηλεκτρονικών συσκευών μεγάλης περιοχής. Οι παραπάνω εργασίες αποδεικνύουν πλήρως τη σκοπιμότητα προετοιμασίας led perovskite μεγάλης έκτασης με τη μέθοδο squeegee και τη μεγάλη προοπτική εφαρμογής τους στον εμπορικό φωτισμό LED.
Ο καθηγητής Xiao Zhengguo από το Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Επιστημών και Τεχνολογίας της Κίνας είναι ο αντίστοιχος συγγραφέας της εργασίας. Οι διδακτορικοί φοιτητές Chu Shenglong και Chen Wenjing του Τμήματος Φυσικής και ο μεταπτυχιακός φοιτητής Fang Zhibin είναι οι πρώτοι συντάκτες της εργασίας. Η έρευνα αυτή χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας, το Τμήμα Οργάνωσης της Κεντρικής Επιτροπής του Κομμουνιστικού Κόμματος της Κίνας και το Πανεπιστήμιο Επιστημών και Τεχνολογίας της Κίνας. (Πηγή: Πανεπιστήμιο της Κίνας του δικτύου ειδήσεων επιστήμης και τεχνολογίας)
