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9674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

90年代妈妈们有多潮?穿一次妈妈的旧衣服就懂了

时尚搭配师Nicole 浏览 16756

《老友记》五人组发联合声明悼念马修:无比悲痛

网易娱乐 浏览 11314

遥望科技去年预亏至少8亿元:鞋履业务经营亏损,计提坏账金额大幅增加

澎湃新闻 浏览 9734

开发商未批先建楼盘烂尾5年 13次专题会督促解决未果

鲁中晨报 浏览 51983

印度被“揍”服!莫迪放话认怂,背后另有隐情

浏览 1393

比刘强东只大5岁的丈母娘长啥样?

木子爱娱乐大号 浏览 12176

48亿被冻结!小米在印度踩到的坑多深?

环球网资讯 浏览 13360

应对“中俄挑战”美国海军酝酿结构大调整

环球网资讯 浏览 10096

施伯雄为女友庆生幸福对视 吴千语穿红裙大秀身材

叶公子 浏览 10819

47岁滕丽名罕秀恩爱!甜笑谈与富商老公相恋过程

叶公子 浏览 11494

极氪“退订门”背后的二三事

财经无忌 浏览 16779

赴港开户热潮再起:有人排队7小时 黄牛2880元代预约

中新经纬 浏览 80567

专属30+帅气基本款

瑞丽伊人风尚 浏览 16845

媒体:中国的两个邻国政局在同一天发生重大变动

北京日报客户端 浏览 11853

限量发售8台,奥迪R8 Japan Final Edition官图发布

天天汽车 浏览 9789

媒体:禁用中国无人机零部件 印度又学起了美国

直新闻 浏览 12056

俄媒:苏罗维金已被捕 在叛乱期间站普里戈任一边

财联社 浏览 13002

报道指字节跳动关闭印度音乐流媒体服务Resso

观点机构 浏览 9736

百万爱马仕被鉴假,她是真豪门还是假名媛?

高能E蓓子 浏览 15574

美军在约旦一基地遭无人机袭击 3名美军士兵死亡

央视新闻客户端 浏览 9690

法国卢浮宫七年来首次调整票价,涨价近三成

界面新闻 浏览 9753
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