《自然》报道黄维院士团队钙钛矿发光二极管研究新成果
发布时间: 2018-10-11 浏览次数: 1322 文章来源: 信息材料与纳米技术研究院

  近日,由我校信息材料与纳米技术研究院、省部共建有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地黄维院士和南京工业大学王建浦教授带领的IAM团队在钙钛矿发光二极管(LED)领域再次取得重大突破。

  他们在世界上首次通过自发形成的具有亚微米尺度的离散型钙钛矿,使LED的光提取效率得到大幅度提升,在低成本、高亮度、大面积LED领域展现出独特的应用潜力,相关成果于10月11日发表在国际顶尖学术期刊——Nature(《自然》)上。

  LED能够将电能转成光能,被称为第四代照明光源或绿色光源,在显示与照明领域应用广泛,具有广阔的市场前景以及巨大的市场价值。但是,目前平面结构的LED、尤其是有机发光二极管(OLED)的发光效率还比较低,原因在于除了约20%-30%的光子能通过折射离开器件外,其他光子都被限制在器件中,因此科学家们通常采用光提取技术来提高LED的出光效率,然而该方法需要增加图案化光栅等特殊结构,并且成本高、制备工艺复杂,往往还会造成LED发光光谱和出光方向的改变,从而影响发光效率。

  为突破这一世界性的重大科学难题,黄维院士和王建浦教授所带领的研究团队,通过一种简单的低温溶液法,实现了由一层非连续、不规则分布的钙钛矿晶粒和嵌入在钙钛矿晶粒之间的低折射率有机绝缘层组成的发光层,进而大幅度地提高了LED的光提取效率。据该研究主要负责人、南工先进材料研究院常务副院长王建浦教授介绍,使用该方法制备的LED器件外量子效率达到20.7%,在100 mA cm-2的电流密度下能量转化效率达到12%。此外,通过与浙江大学田鹤教授、戴道锌教授团队之间的合作,他们发现该方法形成的非周期性结构可以将LED光提取效率提高10个百分点。

  黄维院士指出,IAM团队作为国际上钙钛矿发光领域的开拓者之一,致力于解决钙钛矿发光器件中存在的效率和稳定性问题,继开展“钙钛矿维度调控实现高效发光”研究以来,此项研究成果再次实现了钙钛矿LED发光领域的重大突破,与目前市场上的OLED相比,所获得的器件效率大体一致,甚至在高亮度条件下的能量转化效率优于OLED,从而展现出非常广阔的应用前景。

  该研究工作以“Perovskite light-emitting diodes based on spontaneously formed submicrometre-scale structures”为题在Nature(《自然》)杂志在线发表,网址为https://www.nature.com/articles/s41586-018-0576-2。

  据悉,这是黄维院士领衔的创新团队继2014年起在国际顶级学术期刊《自然》(Nature)、《自然·材料》(Nature Materials)、《自然·纳米技术》(Nature Nanotechnology)、《自然·光子学》(Nature Photonics)和《自然·通讯》(Nature Communications)发表一系列重要研究成果之后,再次在国际顶级学术期刊上发表重要学术论文,标志着我校在科技创新方面取得了新的重大突破。











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