美研究單層材料配方 大幅降低LED成本

美國佛羅里達州立大學(Florida State University)為發光二極體(LED)研發出一種新的配方,可利用像白熾燈泡般廉價的材料實現發光系統。這種新的配方採用低成本的有機/無機材料單層組合,可發出紅光、綠光或藍光,或是結合三種色彩形成白光LED。

佛羅里達州立大學教授Zhibin Yu表示,這些低溫單層LED最終將使LED的成本降低至傳統白熾燈泡的價格水平(來源:FSU)

「雖然這些新材料應用在太陽能面板上已經有很長一段時間了,但研究人員開始將它導入LED應用大約只有三年的時間, 」佛羅里達州立大學工業與製造工程教授Zhibin Yu表示,「其他研究小組正致力於使其應用在LED上,但多半都必須使用多層材料,使其在進行處理時變得相當昂貴。因此,我們最先開始使用單層材料來進行研究。」

 

當今的LED需要高溫處理以及使用昂貴的基底,才能實現高功率,因此所費不貲。有機LED(OLED)最初雖然是以單層進行低溫處理,但為了達到足夠的效率,後來已經發展成多層與非晶矽背板了。

單層的有機/無機塗層組合可以發出明亮的綠光。(來源:FSU)

Zhibin Yu及其研究夥伴——博士後研研究員Junqiang Li宣稱,成功地結合了有機/無機材料——有機金屬鹵化物鈣鈦礦,可在室溫下沈積於塗覆氧化銦錫(ITO)的超低成本玻璃基板上,然後利用固態金屬背板在華氏140度(攝氐60度)下進行退火。

Yu表示,「我們的新元件結構只需要混合有機聚合物與活性無機材料,不必使用複雜的多層結構,因而可實現成本低廉以及可製造的製程。」

只需要一點點不同於傳統的配方,相同的單層也可以發出明亮的藍光。(來源:FSU)

 

研究人員宣稱,藉由將4或5層結構的層數減少到單層,可使LED照明的節能效果與成本更加均衡。而且,還符合美國能源部(DoE)要求使用較白熾燈更節能75%的規定。

紅色配方曲線顯示需要實現高流明所需的電流密度。(來源:FSU)

參與這項研究的人員還包括該校博士候選人Sri Ganesh Bade與Xin Shan。

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