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8640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

徐静蕾穿超短裙打高尔夫身材好 黄立行也罕见发声

麦大人 浏览 14924

普京:俄政府一年内曾向"瓦格纳"提供了超860亿卢布

环球网 浏览 68688

名记:哈登希望续约长期合同,他想终老快船

懂球帝 浏览 8673

门店全部下线 西安知名餐饮企业"正面刚"美团

环球网资讯 浏览 70601

大S回应大翻车!对怀孕一字不提,拿爱孩子洗白,引发网友质疑

萌神木木 浏览 8279

茅台股东大会又一年:但斌缺席 有小股东投反对票

时代财经 浏览 12257

美日将联合研发拦截高超武器的导弹

澎湃新闻 浏览 10747

前京东零售CEO辛利军卸任达达董事长 CFO陈兆明辞职

雷递 浏览 8843

你奔赴热爱的样子,才是生活最好的样子

LinkFashion 浏览 8369

思域Type-R真的滞销了?这些被捧上天的燃油性能车为啥叫好不叫座

蜗牛车志V 浏览 8556

辛巴公司被罚90万,其公司旗下主播账号全部被封停

趣看热点 浏览 21858

日方首度确认 中国两栖攻击舰路过鹿儿岛

参考消息 浏览 14324

俄军为堵漏洞合并防空指挥权 俄专家意见不一

环球网资讯 浏览 15413

复旦留美博士流浪街头曾有过4年婚姻 疑对家人有怨恨

上观新闻 浏览 54247

清纯外表下是强大的"野心",深扒董洁的"起伏"人生

不八卦会死星人 浏览 12694

勇士险胜篮网!库里+波杰怒吼庆祝,约翰逊+丁威迪无奈,克莱摇头

篮球资讯达人 浏览 9158

微软宣布Microsoft 365 Copilot向全球600多家客户开放

IT之家 浏览 14142

赫尔松大坝刚炸毁 普京公布在白俄部署核武器具体时间

中国新闻周刊 浏览 69967

秦刚:敦促有关国家停止鼓噪"今日乌克兰 明日台湾"

环球网资讯 浏览 75593

“叔圈”已经统治内娱了?

芭莎男士 浏览 15563

梅西亮相淘宝直播间!数百万粉丝涌入 有人却不开心了

每日经济新闻 浏览 12104
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