High-Leakage-Resistance and Low-Turn-On-Voltage Upconversion Devices Based on Perovskite Quantum Dots
Lung-Chien Chen, Sih-An Chen, Kasimayan Uma, Chih-Hsun Chiang,
Jia-Xun Xie, Zong-Liang Tseng, Shun-Wei Liu
Adv. Funct. Mater. 2023, 2309589
明志科技大學 電子工程系 劉舜維特聘教授
明志科技大學 電子工程系 曾宗亮副教授
近紅外光感測和成像技術因其廣泛的應用引起關注,但人類視覺的受限阻礙對於近紅外光直接的觀察,因此近紅外光轉換為可見光的上轉換技術具備極大的發展潛力。本研究使用溶液製成方法製備線性光學系統的上轉換元件,串聯光電探測器和發光二極體實現近紅外光轉換為可見光過程,然而鈣鈦礦量子點材料具備優異光電特性如高的光致發光量子產率、較窄的發光光譜,迄今為止卻還沒有關於使用鈣鈦礦量子點作為上轉換元件的發光層,可能歸因於鈣鈦礦量子點對環境敏感導致的降解使其不易製成元件。本研究開發基於鈣鈦礦量子點作為發光層的溶液製程策略。為克服其本身結構不穩定,使用Zn2+摻雜CsPbBr3量子點提高容差因子和激子壽命解決鈣鈦礦材料穩定,並在元件製程中使用TAPC、CBP和BCzPh三種傳輸層探討QDs旋塗的薄膜質量以及對於電荷生成層的影響,並在三者之間找到影響元件轉換效率性能的主要因素,最後,設計出基於鈣鈦礦量子點的上轉換元件,展現出5.68%的光子對光子轉換效率,值得注意的是此元件具備了極低啟動電壓1.4 V,以及出色的載子阻擋能力,在偏壓12V時仍然不會漏光,此外,利用溶液製成方法製備出大面積2*2 cm2 的元件,展現具有顯示50 µm 的解析能力,展現了上轉換元件具無像素顯示的潛能。
這是一篇和夜視鏡相關, 劉教授continues his effort in this direction of research. 基本上mechansim 跟以前的是一樣, 不一樣的是用popular perovskites 當green emitter. 這還是屬於Perovskite LED, 但是turn on voltage 低, 確實是一個advantage. 但是產業應用上還是避免不了active Perovskite LED 和其solar application 一樣的lack of long-term usage.
Stability, Mass Production, Cost effectiveness and Enviromentally friendly 是產業契機的不二法門。
(From 周必泰)