新型添加剂使钙钛矿LED更稳定高效、成本更低

2017-07-19 08:23

在16日出版的《自然·光子学》杂志上，美国普林斯顿大学研究人员发表论文称，他们开发出一种新技术，通过添加有机卤化铵，制造出了成本更低、效率更高且性能更稳定的钙钛矿发光二极管（LED）。

过去10年来，LED的应用越来越广，其节能、环保、寿命长、体积小，但制造成本也相对较高，降低LED制造成本是相关产业界的重要目标。钙钛矿算是一种古老的材料，1839年首次发现于俄罗斯乌拉尔山脉，因俄罗斯矿物学家列夫·波洛夫斯基而得名（钙钛矿的英文名称是Perovskite）。这种材料多为立方体或八面体，具有奇特属性。它可以是半导体，也可以是超导体，取决于其结构。作为一种新型功能材料，钙钛矿在环境保护和工业催化等领域具有很大的开发潜力。近几年，因其在太阳能电池领域的应用而受到持续关注。

有机无机杂化的钙钛矿材料也被很多科学家视为氮化镓等LED制备材料的替代品，但成膜效率低、稳定性不高这两个缺点制约了其在LED 领域的应用。此次，普林斯顿大学研究人员开发的新技术解决了这一问题。他们在论文中称，在制造钙钛矿薄膜时，在钙钛矿溶液中添加有机卤化铵，尤其是长链有机卤化铵，会使钙钛矿晶体颗粒小很多，制成的钙钛矿薄膜更薄、更光滑。而这样的钙钛矿薄膜意味着更好的外部量子效率，会使发光二极管的效率更高，稳定性更好。

相比于硅和其他LED制备材料，钙钛矿更廉价，制备工艺也更简单。研究人员称，新技术将加速钙钛矿在照明、显示、激光领域的商业应用，使未来的LED产品更高效且廉价。