蓝光意味着钙钛矿基LED的巨大进步

瑞典林雪平大学的研究人员已经开发出基于卤化钙钛矿的高效蓝色发光二极管。林雪平大学教授高枫说：“我们对这一突破感到非常兴奋。” 新的LED可能会开辟通往廉价，节能照明的道路。

照明约占全球用电量的20%，如果所有光源均由发光二极管(LED)组成，则该数字可降低至5%。然而，当前使用的蓝白色LED需要复杂的制造方法并且价格昂贵，这使得实现全球过渡变得更加困难。

由卤化钙钛矿制成的LED可能是照明和基于LED的显示器的一种更便宜，更环保的替代品。钙钛矿是由其立方晶体结构定义的半导体材料家族。它们具有良好的发光性能并且易于制造。使用来自卤素基团的元素，即氟，氯，溴和碘，可以赋予钙钛矿属性，该属性取决于晶体的化学组成。

钙钛矿已经制成了用于绿光和红光的LED，但是到目前为止，缺少一种颜色蓝色，因此无法获得白光。

林雪平大学物理，化学和生物学系教授高峰说：“蓝光是将发光的钙钛矿带入实际应用的关键。我们最近的突破是迈出的一步。”

Feng Gao的研究小组与隆德，英国，德国，和丹麦的同事合作，成功制造出卤化钙钛矿，可在451-490纳米波长范围内提供稳定的发射-对应于深蓝色至天蓝色。马克斯·卡尔森(Max Karlsson)是林雪平大学(University ofLinköpingUniversity)的博士生，并且是《自然通讯》(Nature Communications)上发表的文章的第一作者。他说：

“通过简单的合金化，金属卤化物钙钛矿可以很容易地在整个可见光谱范围内进行颜色调节。不幸的是，蓝色LED在操作过程中会变成绿色。我们发现了一种方法，该方法可以通过在制造薄膜时控制薄膜的结晶动力学来防止这种颜色偏移。钙钛矿。这些发现铺平稳定钙钛矿合金，不仅用于LED也用于太阳能电池的方法。”

在钙钛矿中产生蓝光的挑战在于，它需要含有大量氯化物的化学成分，这会使钙钛矿不稳定。以前已经使用所谓的“量子限制技术”创建了基于钙钛矿的蓝色LED，该技术使低强度的LED效率低下。然而，借助于“蒸气辅助结晶技术”可以产生具有所需氯化物量的稳定钙钛矿。此外，林雪平大学的研究人员已将基于钙钛矿的蓝色LED的能源效率提高了11%。

“我们已经证明，在不使用量子限制的情况下，基于卤化物钙钛矿的蓝色发光二极管既可以在整个光谱范围内高效且稳定。我们已经成功创造了迄今为止最高效的基于钙钛矿的蓝色LED之一。”林雪平大学博士后徐卫东说。

钙钛矿科学是一个相对较新的研究领域，已引起了国际上的广泛关注，因为它为开发廉价，高效的材料提供了巨大的潜力。但是，冯峰很快指出，他们所做的工作是基础研究，未来的应用还有很长的路要走。

“钙钛矿发光二极管是一项年轻的技术，要走到今天，还有很长的路要走。目前，蓝色LED的寿命短和性能差是钙钛矿发光二极管在开始与现有发光二极管竞争之前的主要障碍。诸如基于有机和无机半导体的发光二极管之类的技术。我们将继续致力于使PeLED能够与其他技术媲美。”

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