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刷新溶液法 LED 纪录,浙大研制 116 万尼特超亮钙钛矿 LED、成果登《自然》

2024/9/13 14:46:31 来源:IT之家 作者:沛霖(实习) 责编:沛霖

IT之家 9 月 13 日消息,浙江大学研究团队通过分子掺杂,实现了钙钛矿半导体从 n 型到 p 型的连续转变,同时可以保持极高的发光性能。

在可控掺杂的基础上,团队研制出具有简单结构的钙钛矿 LED,并创造了溶液法 LED(包括 OLED、量子点 LED 和钙钛矿 LED)的高亮纪录达到了 116 万尼特

“掺杂”是半导体领域的基础概念。半导体材料之所以如此广泛应用于电子技术,关键在于它们可以通过掺杂实现 p 型和 n 型两种不同的导电特性。对于传统半导体而言,通过“掺杂”,即在晶格中引入杂质,可以实现对其电学性质的有效控制。

▲ 图源浙江大学

钙钛矿卤化物是一种新型半导体,在太阳能电池、LED 和激光器等器件中表现出优异的光电性能,且易于低成本制备,在近年来得到广泛关注和应用。但由于其结构和成分较为复杂,如何实现对其电学特性的精确调控是领域的重要挑战。

团队偶然发现,4PACz 这种实验室里非常常见的材料,由于它具有强烈的吸电子能力,当作为掺杂剂引入钙钛矿半导体时,可以有效地将原本是 n 型的钙钛矿转变为 p 型。同时,在引入掺杂后,钙钛矿半导体仍然保持着很高的荧光效率。此外团队也发现了适用于钙钛矿的 n 型掺杂剂。

通过可控掺杂技术,研究团队成功制备出不包含空穴传输层且性能优异的钙钛矿 LED。与此同时,与常规 LED 相比它还显示出巨大优势。

引入 4PACz 掺杂制备的 p 型钙钛矿 LED,不仅结构简单,而且实现了 116 万 cd / m²(116 万尼特)的最高亮度,以及 28.4% 的外量子效率和 23.1% 的能量转换效率。

浙江大学 2020 级博士生熊文涛介绍,“这些器件的超高亮度刷新了溶液法 LED 的纪录,其能量转换效率为可见光钙钛矿 LED 的最高水平。”

这项研究成果发表在《自然》,IT之家附论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-024-07792-4

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关键词:LED浙大钙钛矿溶液法

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