华科大联合UTM在钙钛矿LED研究领域取得新进展

导读

2024年2月13日，Nature Reviews Materials刊发了华中科技大学唐江/罗家俊团队与马来西亚理工大学（UTM）Rashid bin Mohd Yusoff团队合作的题为《Vapour-deposited perovskite light-emitting diodes》的综述论文。

论文第一作者为华中科技大学罗家俊，通讯作者为华中科技大学罗家俊、唐江教授和马来西亚理工大学Rashid bin Mohd Yusoff教授。论文第一单位为华中科技大学。

有源驱动的发光二极管是先进显示技术的重要元器件，在商业电子、医疗影像、教育科研等人机交互领域应用广泛，具有千亿级的市场规模。现在商用OLED显示技术的色纯度较低，同时核心专利技术被欧美、日韩国家卡脖子；另外传统Ⅲ-Ⅴ族半导体制备的Micro LED显示技术依赖于高温工艺及外延衬底，无法直接与硅基电路集成，存在良率低、成本高等核心难题。

在下一代显示器件中，钙钛矿发光二极管Perovskite light-emitting diodes （PeLEDs）是极有前景的技术，已经引起了全世界的关注。但是目前高效PeLEDs主要依赖于溶液法制备，难以实现大面积像素化，不易进一步与薄膜场效应晶体管（TFT）驱动电路结合以实现显示面板的产业化应用。

团队借鉴OLED显示产业中的成熟技术与经验，前期已初步实现有源驱动的钙钛矿单色显示面板（Nat. Photon. 2023 17, 435; Nat. Common. 2021 12, 4751），充分证明了热蒸发PeLED技术是一条满足钙钛矿显示面板批量化、大面积、像素化生产的可行路径，并兼容现有的OLED产线和设备，有望推进钙钛矿在显示领域的产业化进程。

主要内容

本文深入探讨了基于气相沉积钙钛矿发光二极管的发展历程，通过和溶液法PeLEDs的对比分析，揭示了其性能限制的关键因素。同时，本文提供了改善器件性能的优化途径，包括薄膜质量提升以及器件结构设计。最终，本文总结了钙钛矿发光二极管的潜在应用机会。

图1. 基于气相沉积钙钛矿发光二极管的发展历程

图2. 钙钛矿气相沉积原理分析

图3. 基于气相沉积钙钛矿薄膜优化，辐射复合速率提升

图4. 基于气相沉积钙钛矿薄膜优化，非辐射复合速率抑制

图5. 器件结构优化设计

图6. 钙钛矿发光二极管潜在应用机会

致谢

作者感谢国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目、湖北省自然科学基金项目、中国博士后科学基金项目的支持。（来源：华中科技大学电子器件与三维集成ODTI官方公众号——喻材光电）

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