Recientemente, el equipo de investigación del profesor Xiao Zhengguo de la Facultad de Física de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, el Laboratorio Clave de Física Cuántica de Materiales Fuertemente Acoplados de la Academia de Ciencias de China y el Centro Nacional de Investigación de Ciencia de Materiales a Microescala de Hefei ha hecho importantes Progresos en el campo de la preparación de monocristales de perovskita eficientes y estables.LED.

El equipo de investigación ha cultivado monocristales de perovskita ultrafinos, de gran superficie y de alta calidad utilizando el método de restricción de espacio, y ha preparado LED de monocristal de perovskita con un brillo de más de 86.000 cd/m2 y una vida útil de hasta 12.500 h para el primera vez, que ha dado un paso importante hacia la aplicación de LED de perovskita a humanosiluminación. Los logros relevantes, titulados "Diodos emisores de luz de perovskita monocristalinos estables y de alto brillo", se publicaron en Nature Photonics el 27 de febrero.

La perovskita de haluro metálico se ha convertido en una nueva generación de materiales de iluminación y pantallas LED debido a su longitud de onda sintonizable, su ancho de medio pico estrecho y su preparación a baja temperatura. En la actualidad, la eficiencia cuántica externa (EQE) del LED de perovskita (PeLED) basado en una película delgada policristalina ha superado el 20%, comparable al LED orgánico comercial (OLED). En los últimos años, la vida útil de la mayoría de las perovskitas de alta eficiencia reportadasdispositivos LEDoscila entre cientos y miles de horas, todavía por detrás de los OLED. La estabilidad del dispositivo se verá afectada por factores como el movimiento de iones, la implantación desequilibrada del portador y el calor en julios generado durante el funcionamiento. Además, la importante recombinación Auger en los dispositivos de perovskita policristalina también limita el brillo de los dispositivos.

En respuesta a los problemas anteriores, el equipo de investigación de Xiao Zhengguo utilizó el método de restricción de espacio para hacer crecer monocristales de perovskita sobre el sustrato in situ. Al ajustar las condiciones de crecimiento, introduciendo aminas orgánicas y polímeros, la calidad del cristal mejoró efectivamente, preparando así monocristales delgados MA0.8FA0.2PbBr3 de alta calidad con un espesor mínimo de 1,5 μm. La rugosidad de la superficie es inferior a 0,6 nm y el rendimiento cuántico de fluorescencia interna (PLQYINT) alcanza el 90%. El dispositivo LED de cristal único de perovskita preparado con un cristal único delgado como capa emisora ​​de luz tiene un EQE del 11,2 %, un brillo de más de 86 000 cd/m2 y una vida útil de 12 500 h. Inicialmente alcanzó el umbral de comercialización y se ha convertido en uno de los dispositivos LED de perovskita más estables en la actualidad.

El trabajo anterior demuestra plenamente que el uso de un monocristal delgado de perovskita como capa emisora ​​de luz es una solución factible al problema de estabilidad, y que el LED de monocristal de perovskita tiene una gran perspectiva en el campo de la iluminación y visualización humana.