Récemment, l'équipe de recherche du professeur Xiao Zhengguo de l'École de physique de l'Université des sciences et technologies de Chine, du Laboratoire clé de physique des matériaux quantiques fortement couplés de l'Académie chinoise des sciences et du Centre national de recherche de Hefei pour la science des matériaux à micro-échelle a fait d'importants travaux. progrès dans le domaine de la préparation de monocristaux de pérovskite efficaces et stablesLED.

L'équipe de recherche a cultivé des monocristaux de pérovskite de haute qualité, de grande surface et ultra-minces en utilisant la méthode de restriction d'espace, et a préparé des LED monocristallines de pérovskite avec une luminosité supérieure à 86 000 cd/m2 et une durée de vie allant jusqu'à 12 500 h pour le première fois, ce qui a franchi une étape importante vers l'application de la LED pérovskite à l'hommeéclairage. Les réalisations pertinentes, intitulées « Diodes électroluminescentes à pérovskite monocristallines très brillantes et stables », ont été publiées dans Nature Photonics le 27 février.

La pérovskite aux halogénures métalliques est devenue une nouvelle génération de matériaux d'affichage et d'éclairage à LED en raison de sa longueur d'onde accordable, de sa largeur étroite de demi-pic et de sa préparation à basse température. À l'heure actuelle, l'efficacité quantique externe (EQE) des LED pérovskites (PeLED) basées sur une couche mince polycristalline a dépassé 20 %, comparable à celle des LED organiques commerciales (OLED). Ces dernières années, la durée de vie de la plupart des pérovskites à haut rendement signaléesAppareils LEDvarie de centaines à des milliers d’heures, toujours en retard par rapport aux OLED. La stabilité du dispositif sera affectée par des facteurs tels que le mouvement des ions, l'implantation déséquilibrée du porteur et la chaleur Joule générée pendant le fonctionnement. De plus, la recombinaison Auger importante dans les dispositifs à pérovskite polycristalline limite également la luminosité des dispositifs.

En réponse aux problèmes ci-dessus, l'équipe de recherche de Xiao Zhengguo a utilisé la méthode de restriction d'espace pour cultiver in situ des monocristaux de pérovskite sur le substrat. En ajustant les conditions de croissance, en introduisant des amines organiques et des polymères, la qualité des cristaux a été efficacement améliorée, préparant ainsi des monocristaux minces MA0.8FA0.2PbBr3 de haute qualité avec une épaisseur minimale de 1,5 µm. La rugosité de la surface est inférieure à 0,6 nm et le rendement quantique de fluorescence interne (PLQYINT) atteint 90 %. Le dispositif LED à monocristal de pérovskite préparé avec un monocristal mince comme couche électroluminescente présente un EQE de 11,2 %, une luminosité de plus de 86 000 cd/m2 et une durée de vie de 12 500 h. Il a initialement atteint le seuil de commercialisation et est devenu actuellement l’un des dispositifs LED à pérovskite les plus stables.

Le travail ci-dessus démontre pleinement que l'utilisation d'un monocristal de pérovskite mince comme couche électroluminescente est une solution réalisable au problème de stabilité, et que la LED monocristalline de pérovskite a de grandes perspectives dans le domaine de l'éclairage et de l'affichage humains.