Recientemente, el grupo de investigación del profesor Xiao Zhengguo de la Escuela de Física de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, el Laboratorio Clave de Física de Materiales Cuánticos de Acoplamiento Fuerte de la Academia China de Ciencias y el Centro Nacional de Investigación hefei para la Ciencia de Materiales a Microescala ha hecho progresos importantes en el campo de la preparación a gran escala de LED de perovskita.
El equipo de investigación utilizó un método de chirrido asistido por cuchillos de aire para preparar un LED de perovskita de alta eficiencia de gran área, que es un paso importante hacia la aplicación comercial de la iluminación LED de perovskita. Los resultados relacionados se titularon "Diodos emisores de luz de perovskita de gran área y eficientes a través de recubrimiento de cuchillas a baja temperatura" y fueron publicados en la revista Nature Communications el 8 de enero.
Los LED de perovskita de haluro metálico se han convertido en una nueva generación de dispositivos LED debido a sus ventajas, como una amplia gama de colores, un fácil ajuste de la brecha de banda, una estrecha luminiscencia de medio pico de ancho y facilidad de preparación. En 2014, se informó por primera vez que los LED de perovskita que emiten luz a temperatura ambiente tienen una eficiencia cuántica externa (EQE) inferior al 1%. En pocos años, el EQE de LED de perovskita ha superado el 20%, que está cerca de los LED orgánicos comerciales (El nivel de OLED) ha mostrado amplias perspectivas de aplicación en el campo de la iluminación y la visualización.
Sin embargo, los LED de perovskita de alta eficiencia actuales se fabrican en función del método de recubrimiento de espín, y el área del dispositivo es muy pequeña (por el orden de mm2), que no puede satisfacer las necesidades de la iluminación comercial de gran superficie. El método de recubrimiento de cuchillas es un método basado en el método de solución para preparar películas de gran área, pero el proceso de cristalización de la película de perovskita preparada por el método de recubrimiento de la hoja no es fácil de controlar. El EQE del LED de perovskita preparado es sólo el 1,1%. El área del dispositivo es de sólo 9mm2.
En respuesta a los problemas anteriores, el grupo de investigación de Xiao Zhengguo tomó perovskita híbrida orgánica-inorgánica CH3NH3PbI3 como objeto de investigación. Al reducir la concentración del precursor de la perovskita, se introdujo 4-fluorobenzylamina y se combinó con métodos asistidos con cuchillo de aire para hacer el proceso de cristalización de la película Más sitios de nucleación se forman en el medio, preparando así una película policristalina de perovskita uniforme y densa con una rugosidad superficial de sólo 0,8nm.
La película de perovskita de gran área (6 cm×9 cm) preparada por el método de recubrimiento de cuchillo exhibe una excelente uniformidad en términos de grosor, rugosidad superficial, rendimiento de fluorescencia y vida útil de la fluorescencia. El EQE del dispositivo LED de perovskita preparado por el método de recubrimiento de cuchillo es tan alto como 16.1% (0.04cm2) y 12.7% (1cm2). El LED de perovskita de área súper grande (28cm2) emite una luz roja muy uniforme cuando se trabaja.
Al mismo tiempo, el grupo de investigación también utilizó el método de recubrimiento de arañazos para preparar un LED de perovskita flexible basado en sustrato PEN/ITO, que sentó las bases para la preparación de dispositivos optoelectrónicos flexibles de gran área. El trabajo anterior demuestra plenamente la viabilidad de preparar LED de perovskita de gran superficie y alta eficiencia por el método squeegee y la gran perspectiva de aplicarlo a la iluminación LED comercial.
El profesor Xiao Zhengguo del Departamento de Física de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China es el autor correspondiente del artículo. Los estudiantes de doctorado Chu Shenglong y Chen Wenjing del Departamento de Física, y el estudiante de maestría Fang Zhibin son los primeros autores del trabajo. Esta investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, el Departamento de Organización del Comité Central del Partido Comunista de China y la Universidad de Ciencia y Tecnología de China. (Fuente: China University of Science and Technology News Network)
