关闭广告

中科大团队开发新型暖白光LED,最大发光效率接近理论水平

DeepTech深科技8626人阅读

目前,发光二极管(light-emitting diode,LED)已发展成为应用广泛的照明器件。与传统的白炽灯相比,它具备节能、亮度高、光效好、光谱的可变性强等诸多优势。

一般情况下,LED 照明灯大多是通过蓝光芯片和黄色荧光粉结合来实现的,但所带来的蓝光光谱过强,会给视力、生理变化等方面带来不利影响。因此,基于面向未来、健康高效的固态照明发展需求,该领域的科学家们正在针对该技术开展进一步探究。

通过溶液处理方法加工而成的 LED,因具有较为简单的制造工艺,被看作是下一代规模化固态照明技术发展的关键。

其中,基于碘化亚铜杂化团簇制备的 LED,更是因为材料来源丰富、发光效率高、生物毒性低等优点,而得到科学家们的重点关注。

即便如此,此类 LED 的发展依然受到了如下几个方面的制约,包括碘化亚铜团簇在溶液中的可加工性和兼容性较差,以及作为 LED 发射层的薄膜质量过低导致器件性能不佳等。

为了解决上述问题,来自中国科学技术大学的研究团队采用溶液加工法,制备了一种暖白光 LED。新型碘化亚铜杂化团簇,则是其中的关键设计。

在制备过程中,课题组成员使用二苯基-2-吡啶膦作为桥接配体、三(3-甲基苯基)膦作为溶解度增强基团,能够在极性溶剂二甲基甲酰胺中,显示出很高的结构稳定性和溶解度,并进一步得到了表面粗糙度为 0.22 纳米的溶液加工薄膜。

他们把该薄膜用于 LED 的发射层中,制备出最大外量子效率达 19.1%、最高亮度超过 40000cd m-2,以及最高使用寿命达到 232 小时的暖白光 LED 器件。

“我们做出的发光器件的发光效率接近理论水平。同时,与此前报道的同类发光器件相比,也属于第一梯队。”中国科学技术大学教授表示。

在此基础上,该课题组还利用工作面积为 36cm2 的高质量溶液加工薄膜,制备亮度高达~60000cd m -2 的大面积均匀暖白光 LED。这也充分展示了基于新型碘化亚铜杂化团簇的 LED,在固态照明、面板显示等领域的应用潜力。


图丨新型碘化亚铜杂化团簇 LED 的制造工艺和特性(来源:Nature Photonics)

近日,相关论文以《基于铜-碘化物杂化团簇的高效暖白色发光二极管》()为题在 Nature Photonics 上发表[1]。

图丨相关论文(来源:Nature Photonics)

中国科学技术大学王晶晶博士、博士研究生冯力喆、硕士研究生师广益和杨俊楠博士为该论文的共同第一作者,担任该论文的通讯作者。


图丨团队合照(来源:)

据介绍,早在 2018 年,便带领团队开启了关于碘化亚铜杂化团簇材料的相关探索。

他们研究了许多该材料的新设计,发现其中存在一个很大的问题,即材料在溶解到二甲基甲酰胺溶剂中时会发生破坏,导致无法顺利得到初始的团簇发光材料。

“后来我们发现通过一些双核结构,再结合侧链配体和二甲基甲酰胺溶剂之间相容性较高的特性,能够保证材料在正常溶解的同时,结构不被破坏,进而设计出可以稳定存在的团簇,并得到具有高发光效率的平整薄膜。”解释道。

如上所说,该团队制备出的暖白光 LED 在发光效率和亮度上均具备显著优势。不过,需要说明的是,该器件的使用寿命距离实际应用还有很长一段距离。

表示:“我们器件的使用寿命是几百个小时,但落实到真正应用中需要达到十万小时甚至百万小时。

要想朝着这个方向迈进,实现有用的健康照明,必须解决的问题还有很多,不仅仅包括发光体,还要考虑传输层和界面的相互作用,而这也是课题组接下来的研究重点。”

事实上,除了涉及到电致发光的该项研究,该课题组还在相同的材料体系中,发展了许多其他类型的材料应用。

比如,利用该材料制备太阳能聚光器,能将吸收到的紫外光转化成可见光,并传输到太阳能电池上进行发电。又或者是,利用该材料替代荧光材料,以制备防伪材料和紫外光保护膜等。

课题组成员对于在该材料体系中能够取得目前的进展感到非常欣慰,同时也希望继续向前推进,以开辟更多新的应用场景。

参考资料:

1. Wang, JJ., Feng, LZ., Shi, G. et al. High efficiency warm-white light-emitting diodes based on copper–iodide clusters. Nature Photonics (2023). https://doi.org/10.1038/s41566-023-01340-8

运营/排版:何晨龙


01/

04 /

05/

版权与免责声明:本文内容转载自其他媒体,目的在于传递更多信息,不代表本网观点或立场,不承担此类作品侵权行为的自己责任及连带责任。
猜你喜欢
精彩推荐

别低估了连衣裙的美 好看又好穿

一只可可 浏览 11766

一觉醒来,中东又爆重磅消息!美国丢脸丢大发

浏览 6976

章子怡带儿子现身阿那亚游玩 获大老板陪同排场大

柒佰娱 浏览 10627

红塔证券:债券业务执业质量评级降至C,第三季度归母净利润亏损超8000万

面包财经 浏览 9204

真甜!鹿晗关晓彤日本同游被偶遇,女方长腿抢镜

深剖娱乐圈 浏览 11111

王嘉尔澳门吃饭被偶遇 皮肤白皙侧颜帅气!

笑猫说说 浏览 9204

西班牙将向乌提供巨额军援 该国外援史上前所未有

参考消息 浏览 6936

李子柒做泡菜遭韩国网友围攻,自诩韩国为泡菜宗主国

趣看热点 浏览 22069

姚安娜出道俩月人气惨淡 3月没公开行程均在训练

网易娱乐专稿 浏览 22772

中装建设最新股东户数4.05万,被立案受损投资者可索赔

雷达财经 浏览 8803

郭碧婷不惧曝光产后身材 穿泳装露肚腩发际线后移

八怪娱 浏览 10711

陈梦圆满“复仇”!携王曼昱晋级女双半决赛,静待阵钱天一陈幸同

乒谈 浏览 8809

这才是老年最优雅的样子,简约大方仪态端庄

小陈聊搭配 浏览 9312

新秀墙?林葳近四战投篮命中率为32% 三分仅为22中4

直播吧 浏览 15436

你是谁?库里持续低迷13中4仅得15分6助

直播吧 浏览 8994

公募基金从香港走向世界!

中国基金报 浏览 15134

新「极简风天花板」,这6个品牌值得一看

LinkFashion 浏览 8912

《盛夏未来》发布新海报,张子枫吴磊花絮曝光影片将于8月13日七夕档全国上映

趣看热点 浏览 23584

真的强!库里末节7投7中 追平生涯末节百分百命中纪录!

直播吧 浏览 9210

大S长白发被曝重病住院,经纪人不忍发声回应,真实状况曝光

扒虾侃娱 浏览 8206

为了对付这国,日韩要搁置“雷达照射”争议

参考消息 浏览 12934
本站所有信息收集于互联网,如本站收集信息侵权,请联系我们及时删除
沪ICP备20017958号-1