使用寿命超过18万小时!超稳定钙钛矿LED研制成功

近日，中国科技大学教授肖正国研究小组正在完善钙钛矿发光二极管(LED)寿命取得了重要进展。他们提出了一种被称为“弱空间限制区域”的新方法，制备了更大的晶体颗粒和更耐高温的全无机钙钛矿膜，成功地将LED亮度提高到116万尼特以上，使用寿命超过18万小时。6月11日，相关研究成果发表在《自然》杂志上。

钙钛矿是一种性能优越的新型材料，具有发光效率高、成本低、生产灵活的优点，在太阳能电池、LED和探测器中具有广阔的应用前景。然而，由于传统的钙钛矿材料，电子和孔隙(负责发光的电荷)很难有效地碰撞发光，研究人员经常使用“强空间限制区域”的方法，如制作非常小的纳米颗粒或非常薄的材料层，以提高发光效率。但该方法的缺点是LED难以实现高亮度，使用寿命短，通常只能工作几个小时，难以应用于现实生活中的产品。

为了解决这个问题，肖正国的团队提出了一个完全不同的策略——“弱空间限制区域”。他们在钙钛矿材料中添加了特定的化合物，即次磷酸和氯化铵，通过高温退火工艺制备了晶体颗粒较大、缺陷较少的新型钙钛矿膜。这种新材料内部更有序，避免了传统方法制备的小晶体带来的缺陷，大大提高了LED的稳定性和亮度。

研究表明，在效率方面，这种新型钙钛矿LED的发光效率超过22%，与商业显示产品的发光效率持平。与目前市场上主流的商用OLED或LED屏幕相比，新型钙钛矿LED的极限亮度达到116万尼特。人们每天使用的显示屏的最高亮度通常在数千尼特以内。因此，根据100尼特的正常亮度，新型钙钛矿LED理论上可使用18万小时以上，达到了商业LED产品的广泛标准。

研究人员表示，这项突破性技术不仅成功克服了钙钛矿LED在效率和稳定性方面的技术瓶颈，而且有望在未来广泛应用于高端显示屏、超高亮度照明等领域，推动LED技术进入新时代。