我國科研團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦發(fā)光二極管領(lǐng)域取得新進(jìn)展
更新時(shí)間：2025/11/13 15:28:09 來源：新華社CNML文字
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新華社南京11月12日電（記者陳席元）記者11月12日從南京工業(yè)大學(xué)獲悉，該校柔性電子全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、中國科學(xué)院院士黃維與王建浦、王娜娜教授團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出“層間光子循環(huán)”，將疊層鈣鈦礦發(fā)光二極管（LED）的外量子效率提升至45.5%。國際學(xué)術(shù)期刊《自然》12日在線發(fā)表相關(guān)論文。
王娜娜介紹，鈣鈦礦光伏電池將光能轉(zhuǎn)化為電能，鈣鈦礦LED則相反，將電能轉(zhuǎn)化為光能。相較成熟的有機(jī)LED，鈣鈦礦LED在發(fā)光亮度和色純度方面更有優(yōu)勢，也是近年來全球新型發(fā)光與顯示技術(shù)的研究熱點(diǎn)。
目前，成熟的有機(jī)LED普遍采用疊層器件結(jié)構(gòu)，通過串聯(lián)多個(gè)發(fā)光單元，在提高亮度的同時(shí)延長器件壽命。而疊層鈣鈦礦LED的外量子效率長期未突破10%，成為鈣鈦礦LED產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中的一處瓶頸。
“疊層不是簡單的‘1+1=2’，其核心難點(diǎn)在于連接層要同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效的載流子注入與光子透射，并在溶液逐層旋涂的過程中，保證每一層鈣鈦礦薄膜的質(zhì)量�！蓖踅ㄆ纸榻B，十余年來，團(tuán)隊(duì)不斷優(yōu)化連接層和鈣鈦礦發(fā)光層的微納結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新提出“層間光子循環(huán)”，讓一層鈣鈦礦層產(chǎn)生的光子，可以被另一個(gè)鈣鈦礦層重新吸收并再次發(fā)射，從而突破傳統(tǒng)光提取效率的限制。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，團(tuán)隊(duì)制備的疊層鈣鈦礦LED器件外量子效率達(dá)45.5%�！蹲匀弧穼徃迦嗽u價(jià)，此次提出的“層間光子循環(huán)”，為今后提升鈣鈦礦LED效率開辟了一個(gè)重要方向。
黃維表示，盡管團(tuán)隊(duì)制備的疊層鈣鈦礦LED尚處于實(shí)驗(yàn)室階段，但器件效率已達(dá)商業(yè)化水平。團(tuán)隊(duì)將嘗試放大實(shí)驗(yàn)室成果，穩(wěn)步推進(jìn)鈣鈦礦LED產(chǎn)業(yè)化。
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新華社南京11月12日電（記者陳席元）記者11月12日從南京工業(yè)大學(xué)獲悉，該校柔性電子全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、中國科學(xué)院院士黃維與王建浦、王娜娜教授團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出“層間光子循環(huán)”，將疊層鈣鈦礦發(fā)光二極管（LED）的外量子效率提升至45.5%。國際學(xué)術(shù)期刊《自然》12日在線發(fā)表相關(guān)論文。
王娜娜介紹，鈣鈦礦光伏電池將光能轉(zhuǎn)化為電能，鈣鈦礦LED則相反，將電能轉(zhuǎn)化為光能。相較成熟的有機(jī)LED，鈣鈦礦LED在發(fā)光亮度和色純度方面更有優(yōu)勢，也是近年來全球新型發(fā)光與顯示技術(shù)的研究熱點(diǎn)。
目前，成熟的有機(jī)LED普遍采用疊層器件結(jié)構(gòu)，通過串聯(lián)多個(gè)發(fā)光單元，在提高亮度的同時(shí)延長器件壽命。而疊層鈣鈦礦LED的外量子效率長期未突破10%，成為鈣鈦礦LED產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中的一處瓶頸。
“疊層不是簡單的‘1+1=2’，其核心難點(diǎn)在于連接層要同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效的載流子注入與光子透射，并在溶液逐層旋涂的過程中，保證每一層鈣鈦礦薄膜的質(zhì)量�！蓖踅ㄆ纸榻B，十余年來，團(tuán)隊(duì)不斷優(yōu)化連接層和鈣鈦礦發(fā)光層的微納結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新提出“層間光子循環(huán)”，讓一層鈣鈦礦層產(chǎn)生的光子，可以被另一個(gè)鈣鈦礦層重新吸收并再次發(fā)射，從而突破傳統(tǒng)光提取效率的限制。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，團(tuán)隊(duì)制備的疊層鈣鈦礦LED器件外量子效率達(dá)45.5%�！蹲匀弧穼徃迦嗽u價(jià)，此次提出的“層間光子循環(huán)”，為今后提升鈣鈦礦LED效率開辟了一個(gè)重要方向。
黃維表示，盡管團(tuán)隊(duì)制備的疊層鈣鈦礦LED尚處于實(shí)驗(yàn)室階段，但器件效率已達(dá)商業(yè)化水平。團(tuán)隊(duì)將嘗試放大實(shí)驗(yàn)室成果，穩(wěn)步推進(jìn)鈣鈦礦LED產(chǎn)業(yè)化。
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