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新加坡国立大学:透明近红外钙钛矿发光二极管

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-05-25   来源:材料科学与工程  浏览次数:268
移动和可穿戴设备越来越依赖近红外(NIR)隐蔽照明来实现面部识别、眼球跟踪或运动和深度传感功能。然而,这些小型设备提供有限的空间,通常已经被其全面积电子彩色显示器占据。
 
在这里,我们报告了一种透明钙钛矿发光二极管(LED),可以覆盖在彩色显示器上,以提供高效和高强度的近红外照明。该透明器件采用ITO/AZO/PEIE/FaPbI3/Poly-TPD/MoO3/Al/ITO/Ag/ITO体系结构,在可见光谱区域的平均透过率超过55%。特别是,Al/ITO/Ag/ITO顶部透明电极被设计为在电极沉积时提供低片电阻和低等离子体损伤的组合。当电流密度为5.3mAcm2-时,器件发射波长为799 nm,总外量子效率为5.7%的高效器件。这种高效的性能是电池供电的可穿戴设备的理想选择,可以在未来的智能手表、手机、游戏机和智能耳机或虚拟现实耳机上实现高级安全和传感功能。
 
相关论文以题目为“Transparent near-infrared perovskite light-emitting diodes”发表在Nature Communication期刊上。
 
论文链接:
 
https://doi.org/10.1038/s41467-020-18110-7
 
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钙钛矿的发光研究迅速发展,电致发光器件的效率从早期研究的0.8%迅速提高到最新研究的20%以上。NIR钙钛矿LED(PeLED)仍然是最成功的,显示出高效率,良好的可重复性和可观的使用寿命。近来,也已经实现了有效的大面积装置,并被证明在刚性和柔性形状因数中均具有显着的发射均匀性。PeLED相对于其他基于III-V半导体芯片的LED提供的主要优势在于它们能够在各种基板上的大面积上构建,因此使其适合于电致发光显示应用,例如电视,智能手机。和智能手表。这些类似于有机发光二极管和量子点LED提供的价值主张。
 
但是,常规上与隐蔽照明,安全性和光通信功能相关联的NIR LED,如果在较大或灵活的区域上生产,目前将只能提供有限的功能。在这里,作者报告了透明,大面积发射NIR的PeLED的实现,并作为概念验证展示了其覆盖在发射彩色显示器上时其独特的功能应用。这种透明的NIR设备将在技术配件上提供一系列高级安全性和感测功能,而不会占用额外的空间,甚至有可能腾出空间用于其他功能。高级功能的示例可以包括智能手表,电话,游戏机以及增强现实或虚拟现实设备上的面部识别,眼睛跟踪或运动和深度感应。
 
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图1透明钙钛矿发光二极管的架构和性能。
 
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图2透明钙钛矿发光二极管的电学和光学特性。
 
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图3展示了透明钙钛矿发光二极管的隐蔽照明功能。
 
在这项工作中,作者成功地制备了透明钙钛矿基近红外发光二极管,并在小型可穿戴器件上进行了功能应用。随着消费者对这些智能和高度连接设备中先进功能的需求不断增加,作者预计,这一概念可能会在下一代技术中产生重要的安全功能和交互式传感功能,特别是对于空间有限的设备。
 
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