原创
研究表明OLED电光转换效率只能达到25%
2008-8-21 22:44
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分类:
电源/新能源
原文:
Plastic OLEDs may have efficiency limit of 25%信息很明确,最新的研究表明,OLED的电光转换效率,不会超过25%。
这个数值大大低于之前预计的高达63%。
这就意味着,OLED如果用于白光照明,其最高光效将在80流明/瓦 左右。这个数值远低于半导体LED的330流明/瓦,也比荧光灯和HID要低得多。因此OLED将在通用照明领域面临困境。
尽管存在潜在的理论突破的可能性,但是研究者对此持极大怀疑态度,突破25%效率的可能性很低。
根据文中描述,OLED的发光原理是利用有机物分子的自旋转换进行的,受到激发后,材料中存在两种自旋状态,分别称为singlets和 triplets,前者在消退的时候会产生光线,而后者无法产生光线。这就意味着,OLED的发光效率将取决于两种自旋状态产生的百分比。而很遗憾的是,singlets占有的比例仅有25%,这也就决定了,最终至多只能有25%的能量转化为光线。
在2001年,研究者发现,triplets会向singlets转换,从而提高最终的发光效率,当时预计将提高到63%,但是这次的研究表明,这种转换的速度过于缓慢,因此无法对光效造成实质性的影响。
但是OLED的研究者并不气馁,因为从一开始,OLED面对的目标就是取代LCD,由于OLED造价低廉,发光角度和动态性能都远远超过LCD,而且,即使效率仅有25%,也已经比需要依赖背光才能工作的LCD要高,所以在这一领域,OLED的优势仍旧是不可取代的。
不过更令人注目的是,研究者在这个过程中使用了"自旋开关"控制OLED电流。所谓的自旋开关,就是利用有机材料的不同自旋状态,来控制和检测电流状态。"自旋开关"在2004年就被发现,而且在更早的2000年左右,日本就已经预测可以利用这一原理实现有机晶体管。这次的研究使得有机晶体管的可行性更进一步,理论上,有机晶体管可以建造在原子-分子的级别,这将极大提升器件的集成度和运算速度,是未来超高速计算机的理想选择。
顺便,关于分子的自旋状态,对于有机物,由于碳分子存在4个化学键,当这4个键分别连接4种不同的基团的时候,分子在空间构型上就存在两种状态,分别称为左旋和右旋(常见的药物左旋螺旋霉素就是例子),左旋和右旋状态实质是两种不同物质,属于同分异构体,物理和化学性质经常是不同的,在两种状态之间的转化属于化学反应。而当一个分子,同时存在两个具有左旋和右旋状态的碳原子的时候,这个有机分子就存在4种不同的构型,分别是左左,左右,右左,右右,OLED就是属于这样一种分子结构,singlets和triplets所指代的,就是能够产生光线的那种异构体,和其余三种不能产生光线的异构体。由于目前OLED的发光原理依赖于自旋转换,因此这个比例具有普遍性,之前提到的理论突破,就是指有可能出现两种甚至更多的自旋状态能产生光线的分子。
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用户461316 2008-8-25 14:04