Recentment, l'equip d'investigació del professor Xiao Zhengguo de l'Escola de Física de la Universitat de Ciència i Tecnologia de la Xina, el Laboratori Clau de Física de Materials Quàntics Fortament Acoblats de l'Acadèmia Xinesa de Ciències i el Centre Nacional de Recerca de Ciència de Materials a Microescala de Hefei ha fet important progrés en el camp de la preparació d'un monocristall de perovskita eficient i estableLEDs.

L'equip d'investigació ha crescut cristalls simples de perovskita d'alta qualitat, de gran superfície i ultra prims mitjançant el mètode de restricció d'espai, i ha preparat LED de cristall simple de perovskita amb una brillantor de més de 86.000 cd/m2 i una vida útil de fins a 12.500 h per al primera vegada, que ha fet un pas important cap a l'aplicació del LED de perovskita als humansil·luminació. Els èxits rellevants, titulats "Díodes emissors de llum de perovskita de cristall únic alta brillant i estable", es van publicar a Nature Photonics el 27 de febrer.

La perovskita d'halogenur metàl·lic s'ha convertit en una nova generació de materials de visualització i il·luminació LED a causa de la seva longitud d'ona ajustable, l'amplada de mig pic estreta i la seva preparació a baixa temperatura. Actualment, l'eficiència quàntica externa (EQE) del LED perovskita (PeLED) basat en una pel·lícula fina policristalina ha superat el 20%, comparable al LED orgànic comercial (OLED). En els últims anys, la vida útil de la majoria de les perovskites d'alta eficiència reportadesDispositius LEDoscil·la entre centenars i milers d'hores, encara quedant enrere dels OLED. L'estabilitat del dispositiu es veurà afectada per factors com el moviment iònic, la implantació desequilibrada del portador i la calor en joule generada durant el funcionament. A més, la greu recombinació Auger en dispositius de perovskita policristalina també limita la brillantor dels dispositius.

En resposta als problemes anteriors, l'equip d'investigació de Xiao Zhengguo va utilitzar el mètode de restricció d'espai per fer créixer cristalls únics de perovskita al substrat in situ. Mitjançant l'ajust de les condicions de creixement, la introducció d'amines i polímers orgànics, la qualitat del cristall es va millorar eficaçment, preparant així uns cristalls prims MA0.8FA0.2PbBr3 d'alta qualitat amb un gruix mínim d'1,5 μ m. La rugositat superficial és inferior a 0,6 nm i el rendiment quàntic de fluorescència interna (PLQYINT) arriba al 90%. El dispositiu LED d'un sol cristall de perovskita preparat amb un primer cristall com a capa d'emissió de llum té un EQE de l'11,2%, una brillantor de més de 86000 cd/m2 i una vida útil de 12500 h. Inicialment ha arribat al llindar de comercialització i s'ha convertit en un dels dispositius LED de perovskita més estables actualment.

El treball anterior demostra completament que l'ús d'un cristall únic de perovskita prim com a capa d'emissió de llum és una solució factible al problema d'estabilitat, i que el LED de cristall únic de perovskita té una gran perspectiva en el camp de la il·luminació i la visualització humana.