《高性能、低成本新型量子點發光二極體的研究》是依託浙江大學，由彭笑剛擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：高性能、低成本新型量子點發光二極體的研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：彭笑剛
- 項目類別：重大研究計畫
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
2013年下半年，我們發明了一種性能優越的新型量子點發光二極體（QLED）：絕緣插層QLED。以紅光原型器件為例，包括效率（20.5%的外量子效率）、大功率性能（100 mA cm-2的條件下，外量子效率＞15%）和器件壽命（100 cd m 2的初始亮度下半衰期超過100,000小時）在內的綜合性能優於目前所有溶液工藝製備的LED。更加重要的是，這種新型QLED的製備工藝與聚合物LED（PLED）類似，以低成本的溶液加工為基礎。與目前最好的PLED比較，其最大EQE並不遜色，且其大功率性能超過所有PLED。本項目計畫研究這種新型QLED相關基礎科學問題，包括其工作機制——尤其是絕緣層的作用、多色大功率高效器件、分別適用於固態照明和顯示的白光QLED、高性能非鎘量子點器件、QLED的失效機制等。深入研究這種擁有完全智慧財產權的新型QLED，將使我國在QLED基礎研究與產業化方面占據制高點。
結題摘要
QLED結合高效穩定無機晶體發光中心和溶液加工的優勢，有望實現效率高、穩定性好、大功率性能優異、低成本的大面積器件。同時，量子點材料發光波長連續可調、發光光譜半峰寬窄、色純度高，在高色域的顯示屏和高顯色指數的白光光源調製方面具有獨特的優勢。本項目聚焦於QLED走向套用所必須克服的關鍵基礎科學問題，在以下四個方面取得了創新成果： A、量子點材料的激發態合成控制：提出“量子點激發態合成控制”的研究思路，為QLED設計併合成了“量身定製”的量子點。通過合成化學、配體化學與現代譜學相結合，實現了CdSe-CdS核殼結構等量子點模型系統的激發態控制，獲得了~100%輻射複合效率、單通道複合的非閃爍量子點。提出“熵配體”的概念，大幅（~2-6個數量級）提升量子點的溶解度，為電致發光量子點的合成和設計奠定基礎。 B、QLED的工作機理：實現單量子點電致發光器件，一方面製備了迄今為止單光子純度最高的室溫電泵單光子源器件，展現了溶液量子點套用於單光子源器件的廣闊前景；另一方面發展了研究量子點電致發光的理想模型系統，為後續設計高效QLED提供指導。 C、具有實用價值的高性能QLED原型器件：在理解限制QLED效率關鍵因素的基礎上大幅簡化器件結構，設計新的電子傳輸層，在去除超薄絕緣層的前提下仍然製備了高性能紅光和綠光器件，解決QLED從實驗室走向產業化的一個痛點問題。 D、無鎘無鉛QLED：通過重新設計InP核殼量子點結構與合成路線，將不含鉛、鎘量子點LED的效率大幅提高，達到與CdSe基量子點LED相似水平。
