Nhóm nghiên cứu của Giáo sư Cui Linsong từ Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc (USTC), hợp tác với nhóm của Giáo sư Samuel D. Stranks từ Đại học Cambridge, đã nghĩ ra một chiến lược mới để nâng cao hiệu suất của điốt phát sáng xanh ( đèn LED) dựa trên vật liệu perovskite. Công trình của họ đã được xuất bản trên tạp chí Nature Photonics.
Cấu trúc và hiệu suất của thiết bị LED Perovskite. Ảnh: Nhóm GS. Cui
Đèn LED Perovskite đã nổi lên như một công nghệ thế hệ tiếp theo đầy hứa hẹn cho chiếu sáng và màn hình nhờ đặc tính phát quang vượt trội và hiệu quả về chi phí. Trong khi đã có những tiến bộ đáng kể về đèn LED perovskite màu xanh lá cây, đỏ và cận hồng ngoại, thì sự phát triển của đèn LED perovskite màu xanh lam lại bị tụt lại phía sau, gây ra một trở ngại lớn trong lĩnh vực này.
Để giải quyết thách thức này, nhóm nghiên cứu đã thiết kế một chất phụ gia ion đa chức năng, Bis(triphenylphosphine)iminium clorua (PPNCl), với nhiều dạng cộng hưởng tích điện và trạng thái điện tử động. Hợp chất này cho phép kiểm soát chính xác thành phần và sự phân bố của các pha perovskite, ngăn chặn hiệu quả các kênh tái tổ hợp không bức xạ và sự di chuyển ion, từ đó cải thiện đáng kể hiệu suất và độ ổn định của đèn LED perovskite màu xanh lam.
PPNCl tương tác với các thành phần của perovskite thông qua liên kết hydro, ảnh hưởng đến quá trình kết tinh và tạo điều kiện cho quá trình chuyển đổi sang các pha có chiều cao với hiệu suất phát quang được nâng cao.
Các nghiên cứu về quang phổ hấp thụ thoáng qua (TA) tiết lộ thêm rằng PPNCl tăng tốc quá trình truyền năng lượng từ các pha có chiều thấp đến chiều cao, ngăn chặn sự truyền năng lượng không hoàn toàn và mất năng lượng do tái hợp không bức xạ trong các pha có chiều thấp.
Hơn nữa, các phân tử PPNCl phối hợp với các thành phần perovskite và thể hiện tương tác tĩnh điện, làm thụ động hiệu quả các khiếm khuyết trong màng perovskite và ức chế sự di chuyển ion halogenua, dẫn đến tăng cường đáng kể hiệu suất phát quang và độ ổn định quang phổ của màng perovskite.
Nhờ khả năng kiểm soát hiệu quả của PPNCl đối với sự phân bố pha perovskite, trạng thái khuyết tật và sự di chuyển ion, đèn LED perovskite màu xanh lam ổn định và hiệu suất cao đã đạt được. Các thiết bị này thể hiện hiệu suất lượng tử bên ngoài (EQE) cao nhất là 21,4% (đỉnh phát xạ ở bước sóng 483 nm), đánh dấu hiệu suất cao nhất đạt được ở đèn LED perovskite màu xanh lam cho đến nay. Ngoài ra, độ ổn định của thiết bị đã được cải thiện gần 30 lần.
Thành tựu đổi mới này mở đường cho những tiến bộ hơn nữa về hiệu suất của đèn LED perovskite màu xanh lam, báo hiệu sự tiến bộ vượt bậc trong công nghệ đèn LED perovskite.
Mời đối tác xem hoạt động của Pacific co.ltd:
Fanpage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLtd
