Forskning forbedres i forhold til konventionelle LED-skærme

LED-lys er blevet allestedsnærværende belysningsløsninger til boliger og virksomheder, men når det kommer til store skærme med høj opløsning, har traditionelle LED'er dokumenteret ulemper. LED-skærme bruger en høj spænding, og en faktor kaldet den interne strømkonverteringseffektivitet er lav, hvilket betyder, at energiomkostningerne til at køre skærmene er høje, skærmene holder ikke så længe, ​​og de kan blive for varme.

I en artikel offentliggjort i Nano Research , skitserer forskere, hvordan et teknologisk fremskridt kaldet kvanteprikker kunne være løsningen på nogle af disse udfordringer. Kvanteprikker er små, menneskeskabte krystaller, der fungerer som halvledere. På grund af deres størrelse har de unikke egenskaber, der kan gøre dem nyttige i displayteknologi.

"Traditionelle LED'er har haft succes inden for områder som display, belysning og optisk kommunikation. Teknikken, der bruges til at erhverve højkvalitets halvledermaterialer og -enheder, er imidlertid meget energi- og omkostningskrævende," sagde adjunkt Xing Lin fra College of College of Informationsvidenskab og elektronisk teknik ved Zhejiang University. "Kolloid kvanteprik giver en omkostningseffektiv måde at konstruere højtydende LED'er ved hjælp af billige løsningsbehandlingsteknikker og materialer af kemisk kvalitet. Desuden overgår kolloid kvanteprik som uorganisk materiale emissive organiske halvledere i langsigtet driftsstabilitet."

Alle LED-skærme er opbygget af flere lag. Et af de vigtigste lag er det emissive lag, hvor den elektriske energi bliver til farverigt lys. Forskere brugte et enkelt lag kvanteprikker til det emissive lag. Typisk er det kolloide kvantepunktemitterende lag en kilde til spændingstab, eftersom ledningsevnen af ​​et kolloidt kvanteprikfast stof er dårlig. Ved at bruge monolags kvanteprikker som emissive lag, teoretiserer forskere, at de kan reducere spændingen til det største omfang for at drive disse skærme.

En anden egenskab ved kvanteprikker, der gør dem ideelle til brug i LED'er, er, at de kan laves uden nogen defekter, der ville påvirke deres effektivitet. Kvanteprikker kan konstrueres uden urenheder og overfladefejl. "Quantum dot LED'er (QLED'er) kan opnå næsten enheds intern effektkonverteringseffektivitet ved strømtætheder, der er egnede til skærm- og belysningsapplikationer. Traditionelle LED'er, baseret på epitaksialt dyrkede halvledere, udviser alvorlig effektivitets-roll-off i det samme strømtæthedsområde. Denne forskel stammer fra den fejlfri natur af højkvalitets kvanteprikker," sagde Lin.

De forholdsvis lave omkostninger ved at producere emissive lag med kvanteprikker og evnen til at forbedre lysudvindingseffektiviteten af ​​QLED'er ved hjælp af optiske ingeniørteknikker formoder forskere, at QLED'er kan være en effektiv forbedring i forhold til traditionelle LED'er til belysning, skærme og mere. Men der er stadig mere forskning, der skal laves, og QLED'er, som de er nu, har ulemper, der skal overvindes, før de kan anvendes bredt.

"Vores arbejde viser, at termisk energi kan udvindes for at øge den elektrisk-til-optiske effektkonverteringseffektivitet," sagde Lin. "Men enhedens ydeevne på nuværende stadie er langt fra ideel i betydningen relativt høj driftsspænding og lave strømtætheder. Disse svagheder kan overvindes ved at søge bedre ladningstransportmateriale og konstruere grænsefladen mellem ladningstransport og kvantepunktlag. Det ultimative mål - at opnå elektroluminescenskøleenheder - bør være muligt baseret på QLED'er." + Udforsk yderligere

Kvanteprikker øger effektiviteten og skalerbarheden af ​​perovskit-solceller