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2024-01-08 13:09:3315710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

失业13个月 35岁巴神官宣登陆西亚2级联赛 已换13队+10年转会10次

我爱英超 浏览 547 01-20

傅利叶:未来1-2年将脑机接口引入机器人康复训练,提升治疗效率

澎湃新闻 浏览 693 01-29

亏损超2亿?《用武之地》票房崩塌,我感慨:这块金字招牌算砸了

靠谱电影君 浏览 545 01-01

对话倪海厦传承人,为什么说多数赛博中医会走不下去?

虎嗅APP 浏览 644 12-29

斯卢茨基:训练没强度意味着没质量,必须保持高强度、高节奏

直播吧 浏览 3084 01-08

"七日酒店"被判赔"7天酒店"1.5万:一天营业额仅644元

大风新闻 浏览 174 09-04

小米通报与“大熊”合作处理结果:辞退涉事经办人员

三言科技 浏览 549 01-07

复星医药14亿元押注停产药,其疗效问题饱受市场争议,公司回复监管函

红星资本局 浏览 608 12-24

王曼昱横扫李昱谆采访!强调针对+调动状态,回应第三局被追分!

篮球资讯达人 浏览 530 02-05

爆冷!莫布利29+8骑士崩盘输猛龙 巴特尔三分6中6引3人20+

醉卧浮生 浏览 589 11-01

放不下身段就别扮丑,张嘉益告诉你,什么叫敬业不糊弄观众

娱乐圈笔娱君 浏览 375 06-02

智驾下一个关键挑战,是不被别人摘“桃子”?

虎嗅APP 浏览 643 11-27

樊小慧前夫否认不管孩子,婆婆举身份证实名举报,小慧情绪崩溃

萌神木木 浏览 2973 06-03

“果链”巨头,市值暴涨超800亿!什么信号?

侃见财经 浏览 3031 06-25

配激光雷达+磁悬浮底盘,深蓝L06将于11月18日上市

隔壁说车老王 浏览 602 11-09

TA:中北美足联主席考虑挑战因凡蒂诺,是十年来首次

懂球帝 浏览 260 08-05

布朗尼谈浓眉:他是一位传奇,也可以在球场减轻我的压力

懂球帝 浏览 2926 07-03

罗马诺:尤文等5队有意明格萨,塞尔塔目前不想将其出售

懂球帝 浏览 554 01-13

停不下来,肯扬-马丁继续怼追梦:没有库里和克莱你只是队内第12人

懂球帝 浏览 644 11-25

这条裙子,今年悄悄火遍全网,冬天穿好有氛围

黎贝卡的异想世界 浏览 567 11-30

网友曝姚晨新欢是侯雯元!女方逼男方和钟楚曦分手,二人交集被扒

萌神木木 浏览 515 03-17
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2023013132号-2