[干货].新发现光子晶体可极大地提升钙钛矿LED的亮度

2023年01月14日黄冈机械设备网

所有无机铯铅卤化钙钛矿半导体由于其低阈值、高量子效率和低成本等独特的性质，对于纳米激光器、发光二极管（LED）和太阳能电池等都具有巨大的应用潜力。然而，钙钛矿半导体的高材料折射率阻碍了光子和照明应用的出光效率。

最近，由南洋理工大学（NTU）副教授Wang Hong带领的团队展示了通过精密电子束光刻技术制造的具有高出光效率的钙钛矿光子晶体。这种钙钛矿光子晶体同时表现了发光率抑制和光能再分布。

由于光子带隙效应（PBG），他们观察到自发发光率降低了7.9倍，但是这种钙钛矿光子晶体的衰减也更慢。由于钙钛矿光子晶体薄膜的光能再分布从2-D引导模式转变到垂直方向，他们的团队还清楚地观察到发光强度增强了23.5倍，表明了这种钙钛矿材料极高的固有出光效率。

与硅相比，他们的研究结果表明2D光子晶体钙钛矿具备第二大出光效率。原本就存在发光抑制现象，但由于方向耦合改善了发光，因此下图中的发光图像显示出与未图案化的膜相比，光子晶体（PhC）发光强度更高。

通过将光能重新分配成有用模式来抑制不良的发光组合，为钙钛矿在包括太阳能电池、显示器和光伏器件等在内的各种应用提供了重要途径。

该研究发表在核心期刊ACS Photonics上。