Nylig har professor Xiao Zhengguos forskerteam fra School of Physics ved University of Science and Technology of China, Key Laboratory of Strongly Coupled Quantum Material Physics ved det kinesiske vitenskapsakademiet og Hefei National Research Center for Microscale Material Science gjort viktige fremskritt innen fremstilling av effektiv og stabil perovskitt enkrystallLED-er.

Forskerteamet har dyrket høykvalitets, store og ultratynne perovskitt-enkelkrystaller ved å bruke plassbegrensningsmetoden, og forberedt perovskitt-enkelkrystall-LED med lysstyrke på mer enn 86000 cd/m2 og levetid på opptil 12500 timer for første gang, som har tatt et viktig skritt mot bruken av perovskitt LED til menneskerbelysning. De relevante prestasjonene, med tittelen "Høy lyse og stabile enkeltkrystall perovskitt lysdioder", ble publisert i Nature Photonics 27. februar.

Metallhalogenidperovskitt har blitt en ny generasjon av LED-skjerm- og belysningsmaterialer på grunn av sin justerbare bølgelengde, smale halvtoppbredde og forberedelse ved lav temperatur. For tiden har den eksterne kvanteeffektiviteten (EQE) til perovskitt LED (PeLED) basert på polykrystallinsk tynn film overskredet 20%, sammenlignet med kommersiell organisk LED (OLED). I de siste årene har levetiden til de fleste av de rapporterte høyeffektive perovskittLED-enhetervarierer fra hundrevis til tusenvis av timer, og henger fortsatt etter OLED-er. Stabiliteten til enheten vil bli påvirket av faktorer som ionebevegelse, ubalansert bærerimplantasjon og joule-varme som genereres under drift. I tillegg begrenser den alvorlige Auger-rekombinasjonen i polykrystallinske perovskitt-enheter også lysstyrken til enhetene.

Som svar på problemene ovenfor brukte Xiao Zhengguos forskerteam plassbegrensningsmetoden for å dyrke perovskitt-enkelkrystaller på substratet in situ. Ved å justere vekstbetingelsene, introdusere organiske aminer og polymerer, ble krystallkvaliteten effektivt forbedret, og dermed fremstilt høykvalitets MA0.8FA0.2PbBr3 tynne enkeltkrystaller med en minimumstykkelse på 1,5 μm. Overflateruheten er mindre enn 0,6 nm, og det interne fluorescenskvanteutbyttet (PLQYINT) når 90%. Perovskite enkrystall LED-enheten forberedt med tynn enkeltkrystall som det lysemitterende laget har en EQE på 11,2 %, en lysstyrke på mer enn 86000 cd/m2 og en levetid på 12500 timer. Den har i utgangspunktet nådd terskelen for kommersialisering, og har blitt en av de mest stabile perovskite LED-enhetene for tiden.

Ovennevnte arbeid demonstrerer fullt ut at bruk av tynn perovskitt enkeltkrystall som det lysemitterende laget er en gjennomførbar løsning på stabilitetsproblemet, og at perovskitt enkrystall LED har et stort potensiale innen menneskelig belysning og visning.