将LED亮度提高到116万尼特以上，使用寿命超过18万小时；有效支持新一代对地观测航天器全周期在轨可靠运行……跟教育小微一起来看中国科学技术大学、西北工业大学的科技创新成果——
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中国科学技术大学
科研团队
理论上使用寿命超18万小时——
超稳定钙钛矿发光二极管研制成功
近日，中国科学技术大学肖正国教授研究团队在提高钙钛矿发光二极管（LED）寿命方面取得了重要进展。他们提出了一种被称作“弱空间限域”的新方法，制备出了晶体颗粒更大、更耐高温的全无机钙钛矿薄膜，成功将LED亮度提高到116万尼特以上，使用寿命超过18万小时。日前，相关研究成果发表在国际期刊《自然》上。
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不同空间限域的钙钛矿示意图
据了解，钙钛矿是一种性能优越的新型材料，具有高发光效率、成本低廉、制作灵活等优点，在太阳能电池、LED和探测器中应用前景广泛。“但是，传统的钙钛矿材料中，电子和空穴（负责发光的电荷）难以有效碰撞发光。”团队成员告诉记者，之前多采用“强空间限域”的方法，例如制作非常小的纳米颗粒或极薄的材料层，来提高发光效率。但这种方法的缺点是LED很难达到高亮度，而且使用寿命短，通常只能持续工作数小时，很难应用于实际生活。
为解决这一难题，研究团队提出了一种完全不同的策略——“弱空间限域”。他们在钙钛矿材料里添加了特定的化合物，即次磷酸和氯化铵，通过高温退火工艺，制备出晶体颗粒更大、缺陷更少的新型钙钛矿薄膜。这种新材料内部更加有序，避免了传统方法制备出的小晶体带来的缺陷问题，极大提升了LED的稳定性和亮度。
研究表明，在效率方面，这种新型钙钛矿LED的发光效率超过22%，与商业化显示产品的发光效率持平。与目前市场上的主流商用OLED或LED屏幕相比，新型钙钛矿LED的极限亮度达到了116万尼特。人们日常使用的显示屏幕最高亮度通常在数千尼特以内，所以按照正常亮度100尼特计算，新型钙钛矿LED理论上能使用超过18万小时，已经达到商业化LED产品的广泛标准。
团队介绍，这项技术不仅成功突破了以往钙钛矿LED在效率和稳定性上难以兼得的技术瓶颈，更有望在未来广泛应用于高端显示屏、超高亮度照明等领域。
西北工业大学科研团队
新成果顺利实施空间在轨试验
为空间装备智能化发展
开辟新路径
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力箭一号遥七运载火箭点火发射
近日，西北工业大学机电学院叶涛教授团队自主研制的高能量/功率密度光伏供电芯片系统与光学图像载荷搭载星迹源一号卫星，于中国酒泉卫星发射中心由力箭一号遥七运载火箭成功实施空间部署。
星迹源一号作为多载荷多功能融合的新一代对地观测平台，搭载有新型光伏芯片供电系统、空间态势感知及多光谱对地遥感观测等载荷，可为电力、边防、环保、农业、林业等领域提供遥感支持。截至目前，下行数据表明，该校研制的载荷各模块均正常运行，满足设计指标要求。
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搭载卫星
为解决现有航天器光伏供电系统集成度低、自重大、能量/功率密度低、智能化程度低等问题，在能量平衡基础上，团队创新采用长寿命充放电循环调控、高效率源载双特性匹配控制、能信同传上下行配置、单片三维集成等技术，研制出高密度三维集成串联空间光伏芯片供电系统，该系统不仅大幅降低了航天器能源系统自重，还突破了晶圆级亚微米立体互连电路快速成型制造、Boost电路输出电压精准建模调控及光伏供电系统片上集成等难题，同步支持光学图像载荷在轨正常运行。用户单位及第三方机构检验认定该系统的能量/功率密度、服役寿命、智能化等相关技术指标国际领先。
此次空间在轨试验的顺利实施，标志着我国空间光伏供电系统相关技术取得了突破性进展，成功验证的三维集成光伏芯片供电系统，可有效支持新一代对地观测航天器全周期在轨可靠运行，为空间装备的智能化、长寿化、集群化发展开辟了新路径。
文字 |丁一鸣、常河、冯丽
图片 |中国科学技术大学、西北工业大学微信
来源 |《中国教育报》、《光明日报》
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