小时。此方向面对严峻应战，由于钙钛矿半导体可能是本征不安稳的：它的晶体结构具有十分显着的离子特性，而离子在

  最近，浙江大学光电学院现代光学仪器国家重点试验室、海宁世界校区先进光子学世界研讨中心的狄大卫教授与赵保丹研讨员团队，在此方向取得了重要打破。他们使用一种双极性分子安稳剂，在钙钛矿LED中完成了可满意实践使用需求的超长作业寿数。论文的通讯作者是狄大卫教授与赵保丹研讨员，榜首作者是浙江大学硕士生郭兵兵。合作者包含厦门大学李澄教授团队、浙江大学洪子健教授团队、南京航空航天大学李伟伟教授团队等。相关研讨论文“Ultrastable near-infrared perovskite light-emitting diodes”于8月8日发表于Nature Photonics期刊(Guoet al,Nat. Photon. (2022), doi:10.1038/s46-3)。

  钙钛矿LED器材结构(左上图)；双极性分子安稳剂SFB10的化学式(左下图);

  “这些钙钛矿LED在5 mA/cm2的恒定电流驱动下，接连5个月(3600小时)没再次出现亮度下降。”狄大卫说，“这十分令人振奋，逾越了对钙钛矿LED的认知。这一些器材很安稳，仍在进行的一些测验看来难以在一年乃至更长时刻完毕。为了在一个较为合理的试验周期内取得寿数数据，需求展开LED加快老化试验。”

  这些近红外钙钛矿LED展现出超长的作业寿数。例如，在初始辐亮度为2.1 W sr-1m-2(电流为3.2 mA/cm2)的情况下，预算器材T50寿数(开始辐亮度降低到50%所需的时刻)为32675小时(3.7年)。这个辐亮度所供给的光功率，与1000 cd/m2高亮度作业时的商用绿光OLED适当。在0.21 W sr-1m-2这个较低的辐亮度(上述亮度的1/10)或0.7 mA/cm2的电流下，核算得到T50寿数为240万小时(约270年)。

  钙钛矿LED的长时刻作业与加快老化试验(左图)；对照组与安稳后器材的外量子功率数据(右图)。

  “咱们以为对这种新式LED进行牢靠的寿数剖析很有必要，为此咱们在加快老化试验中采集了62个器材寿数数据点，覆盖了10-200 mA/cm2这个尽可能广的电流密度规模。”郭兵兵说。器材的电致发光外量子功率(EQE)与能量转化功率(ECE)别离达到了22.8%和20.7%，是现在近红外钙钛矿LED的最高功率。

  作者发现这些钙钛矿发光资料有很安稳的晶体结构。“资料的晶体结构通过322天以上也没发生改动”，赵保丹说，“这阐明双极性分子安稳剂协助钙钛矿保持了它开始的、具有优秀光电功能的晶相。作为比照，未经处理的对照组钙钛矿样品的晶体结构在两周内发生明显改变并发生降解。”

  外加电压的影响下变得愈加严峻。“咱们的试验与核算标明，双极性分子与钙钛矿晶界处的离子发生化学键或相互作用。”郭兵兵说，“这可能是咱们的钙钛矿中离子搬迁变得困难的原因。” “咱们与合作者展开的电学与光学试验，都标明晰离子移动现象的按捺”，赵保丹弥补道。

  显微荧光成像试验调查钙钛矿在电场下的离子搬迁效应。来历:Nature Photonics(2022)。

  器材寿数成果阐明，钙钛矿资料在安稳性方面并没有“基因缺点”。“金属卤化物钙钛矿这类新式半导体，被广泛以为是本征不安稳的，特别是在LED使用等电场比较高的情况下”，狄大卫说，“咱们的研讨成果阐明，完成安稳的钙钛矿器材并非‘不可能的使命’”。

  超长的器材寿数有望提振钙钛矿LED范畴的决心，由于它已满意商用OLED对安稳性的根底要求。这些近红外LED可用于近红外显现、通讯与生物等使用。尽管具有相似长寿数的可见光钙钛矿器材仍有待开发，但超安稳钙钛矿LED的完成，为钙钛矿发光技能进入工业使用铺平了路途。