IQE的定义与内涵
IQE即内量子效率,它指的是LED有源区内产生的光子数与注入的电子-空穴对数之比。简单来说,就是在器件内部,有多少电子-空穴对复合能够转化为光子。比如,当IQE为80%时,意味着每100对注入的电子-空穴对中,有80对复合产生了光子。
IQE对发光效率的直接影响
发光效率是衡量LED器件将电能转化为光能的能力。IQE越高,说明在有源区内电子-空穴对复合产生光子的比例越高,也就意味着有更多的电能被有效地转化为光能,从而直接提高了发光效率。例如,两个相同结构的LED器件,IQE分别为60%和90%,在相同的电流注入下,IQE为90%的器件产生的光子数更多,发光效率更高。
IQE通过影响其他因素间接影响发光效率
- 热量产生:当IQE较低时,大量的电子-空穴对复合没有产生光子,而是以热量的形式耗散。过多的热量会导致LED器件的性能下降,比如降低材料的载流子迁移率,使更多的载流子不能有效地复合产生光子,进一步降低发光效率。相反,高IQE意味着更少的热量产生,有利于维持器件的性能稳定,提高发光效率。
- 材料性能:高IQE要求材料具有良好的晶体质量和少的缺陷。如果IQE高,说明材料的质量较好,载流子在这样的材料中复合效率高,同时也能减少非辐射复合的发生。非辐射复合会消耗载流子但不产生光子,降低IQE。而良好的材料性能有助于提高整体的发光效率。
综上所述,IQE无论是直接还是间接,都对LED器件的发光效率有着至关重要的影响。在LED的研发和生产中,提高IQE是提高发光效率的关键途径之一。