不知不觉，五一小长假就这么过去了，也许你还沉寂在假日的欢乐中，不过技术的革新可从不等人。近期，LED行业就迎来不少技术消息。对于企业而言，要跟上世界的每一个变化和进步，是至关重要的极大挑战。昨天还仅仅处在理论阶段的东西明天可能就变成行业标准了。

　　新型3D打印机，使用LED代替激光源

　　格拉茨理工大学的研究人员创造了一种新型的3D打印机，该打印机使用LED代替激光源，用于金属零件的快速成型制造。这种新型3D打印机可以优化3D金属打印的施工时间、金属粉末消耗、设备成本和后处理工作。目前开发团队已经为这款3D打印机申请了技术专利。

　　该3D打印机使用的技术据说类似于选择性激光或电子束熔化技术。该工艺使用的是熔化金属粉末，然后将其堆积起来形成一个部件。这种新技术被称为选择性LED基熔化(Selective LED-based Melting，简称SLEDM)，消除了基于粉末床制造工艺的两个核心问题。

　　这两个核心问题包括大批量金属部件的生产耗时，以及耗时的手工返工。SLEDM采用高性能的LED光束，其特点是由照明专家Preworks公司特别改装的LED，并配备了复杂的透镜系统，可使LED光束的直径得以聚焦。

　　该透镜系统允许在熔化过程中，光束在0.05到20毫米之间变化。可改变的LED焦点允许在单位时间内熔化更大的体积，而不需要做内部丝状结构。由于没有内部的丝状结构，使得元件和燃料电池或医疗技术的生产时间缩短了20倍。

　　该工艺还意味着，组件从上至下进行组装，使组件外露，并将所需的粉末减少到最低限度。在印刷过程中可以进行必要的后处理。目前，该打印机正被用于生产生物可吸收的金属植入物，如用于治疗骨折的镁合金制成的螺钉。那些植入物在骨折生长后会溶解到体内，不需要再进行第二次手术取出螺钉。

　　新型钙钛矿LED，既高效又稳定

　　据瑞典林雪平大学官网近日报道，该校研究人员与英国、中国以及捷克共和国的同事们合作开发出一款既高效又长期稳定运行的钙钛矿发光二极管。

　　钙钛矿是引起全世界科学家兴趣的一大类半导体材料。它们独特的晶体结构，使它们具有卓越的光学以及电子特性，并且制造起来既简单又便宜。虽然大部分进展都是在研究太阳能电池中使用钙钛矿所取得的，但是它们也非常适合制造LED。

　　近年来，钙钛矿LED的效率显著提升，而且不久将达到竞争技术的效率。然而，它们并不是特别稳定，这意味着目前无法投入实际应用。

　　近日，瑞典林雪平大学的研究人员与英国、中国以及捷克共和国的同事们合作开发出一款既高效又长期稳定运行的钙钛矿发光二极管。研究成果发表在《自然通信(Nature Communications)》期刊上。林雪平大学生物分子与有机电子部门的负责人FengGao 教授表示：“钙钛矿基发光二极管对于实际应用来说还不足够稳定，但是我们已经让它们向着这个目标迈进了一步。”

　　林雪平大学生物分子与有机电子部门的研究员、与 Feng Gao 同为这篇论文主要作者的 Xiao-Ke LiU 表示：“还有许多工作要做。目前，大部分的钙钛矿LED要么效率低，要么器件稳定性差。”

　　许多科研小组都试图摆脱这一困境，然而却没有取得显著的成功。近日，瑞典林雪平大学的研究人员与英国、中国和捷克共和国的同事们找到了一条前进的道路。他们采用了一种由铅、碘和有机物甲脒组成的钙钛矿，然后将这种钙钛矿嵌入到一种有机分子基体中，形成一种复合薄膜。

　　生物分子与有机电子部门的博士生 Heyong Wang 表示：“这种分子的末端含有两个氨基，帮助其他物质形成一种优质的晶体结构，这就是钙钛矿的特征，使晶体稳定。”

　　这种新型复合薄膜使得研究小组能够开发出效率达17.3%的LED，半衰期很长，大约100小时。这种含有铅和卤素(在这个案例中是碘)的钙钛矿，具有最佳的发光特性。Feng Gao 表示：“我们很想去掉铅。目前，我们还有找到一个很好的办法，但是我们正在努力。”

　　下一步就是测试不同的钙钛矿与有机分子的组合，并详细了解成核和结晶过程是如何发生的。不同的钙钛矿赋予光线不同的波长，这是实现白光LED这一长期目标的必要条件。

　　采用电吸收光谱原位，研究钙钛矿LED的降解机理

　　近日，香港中文大学赵铌团队利用电吸收光谱技术原位研究了钙钛矿LED的降解机理，并且通过电荷复合的器件模型模拟了降解发生的原因与位置。此外研究者引入了一种沉积后表面处理方法来用PEAI钝化钙钛矿表面进一步从实验方面证实这些假设。文章发表在Adv. Funct. Mater.上，题目为“Degradation Mechanism of Perovskite Light-Emitting Diodes: An In Situ Investigation via Electroabsorption Spectroscopy and Device Modelling”。

　　a) 钙钛矿LED器件的结构示意图;

　　b) 器件的能带图;

　　c) 不同工作偏压下的电致发光光谱;

　　d)本文所监测的典型钙钛矿LED的电流-电压曲线和电流-辐照度和电流-亮度关系;

　　f) 当恒流密度为100mA cm-2时，EQE随时间衰减。

　　a) 时间相关ZnO和TFB层的一次谐波电吸收谱(EA);

　　b)在电流密度为833 mA cm−2时制备的钙钛矿层的二次谐波EA。

　　a)导带以下能级为0.03 eV的碘空位缺陷，注入电流密度为100 mA cm-2的钙钛矿LED器件的模拟复合速率;

　　b)能级高于价带0.04 eV的铅空位缺陷，注入电流密度为100 mA cm-2的钙钛矿LED器件的模拟复合速率;

　　c)价带上能级为0.6 eV的碘间隙缺陷陷阱，注入电流密度为100 mA cm-2的钙钛矿LED器件的模拟复合速率;

　　d)价带以上能级为1.0 eV的反位错铅缺陷陷阱，注入电流密度为100 mA cm-2的钙钛矿LED器件的模拟复合速率;

　　e)非辐射复合速率沿垂直方向的分布。

　　a)不同PEAI浓度下器件的电流-电压曲线对比;

　　b)不同PEAI浓度下器件的亮度与电流密度曲线对比;

　　c)有PEAI层和无PEAI层钙钛矿LED器件的EL谱;

　　d)有PEAI层和无PEAI层PeLED器件的工作稳定性的比较;

　　c)在电流密度为100mA cm-2时，有PEAI层钙钛矿LED器件的时变EA谱;

　　c)在电流密度为100mA cm-2时，无PEAI层的钙钛矿LED器件的时变EA谱。

　　a-b)钛矿表面晶格结构(左面板)和未经PEAI钝化处理的钙钛矿LEDs a)和b)的器件模型(右面板)的示意图。蓝色和红色箭头分别表示电子和空穴的输运方向。

　　研究者利用电吸收光谱技术来监测钙钛矿LED在运行过程中各功能层的稳定性。通过时间相关的电吸收光谱分析，清楚地表明钙钛矿LED的降解主要发生在钙钛矿层中。基于电荷复合的器件模型，进一步指出这种降解可能是由TFB/钙钛矿界面引起的，界面区的空位、间隙或反晶缺陷会加剧这种降解。为了证实这些假设，研究者引入了一种沉积后表面处理方法来用PEAI钝化钙钛矿表面。在电流密度为100 mA cm-2的条件下，钝化处理可显著提高镀层的稳定性，使镀层的使用寿命由1.5小时提高到11.3h。这项工作展示了一个有效的工具来探索一个多层结构钙钛矿器件的降解过程。这项发现有助于开发用于钛矿器件稳定性研究的新方法，同时也强调了表面缺陷钝化在提高商业应用中钙钛矿器件稳定性方面的重要性。