Исследователи увеличили яркость перовскитных светодиодов (PeLED) до более чем 1,16 миллиона кандел и продлили срок их службы до более чем 180 000 часов.
Перовскит имеет широкие перспективы применения в солнечных батареях, светодиодах (LED) и детекторах благодаря высокой эффективности люминесценции и низкой стоимости. Однако электроны и дырки в традиционных перовскитовых материалах часто не могут эффективно рекомбинировать и испускать свет. Кроме того, повышение яркости светодиодов и продление срока их службы стали главными приоритетами исследований в этой области.
Исследователи разработали стратегию, основанную на методе слабого пространственного ограничения. Сначала они добавили в перовскитовый материал специальные соединения — гипофосфорную кислоту и хлорид аммония. Затем они получили новый тип перовскитовой тонкой плёнки с более крупными кристаллическими зёрнами и меньшим количеством дефектов с помощью высокотемпературного отжига.
Процесс отжига подавил безызлучательную рекомбинацию (т. е. процесс, при котором энергия теряется без выделения света) и значительно снизил миграцию ионов. Новый тип плёнки также позволил избежать проблем с дефектами, связанными с мелкими кристаллами при использовании традиционных методов, что значительно повысило стабильность и яркость светодиодов.
Световая эффективность новых PeLED-дисплеев превышает 22%, что уже сопоставимо с коммерческими дисплеями. Максимальная яркость составляет 1,16 миллиона нит, что намного превышает пиковую яркость основных коммерческих светодиодных экранов, которая обычно достигает лишь нескольких тысяч нит. Более того, новые PeLED-дисплеи теоретически способны работать более 180 000 часов при нормальной яркости 100 нит, что соответствует стандартам коммерческих светодиодных продуктов.
Новая стратегия, предложенная в этом исследовании, не только устраняет технические проблемы, снижающие эффективность и стабильность работы PeLED, но и открывает широкие возможности для их широкого применения в таких областях, как высококачественные дисплеи и освещение сверхвысокой яркости.