Perovskite je polovodičový materiál sestávající z vápníku a titanu, který je slibný v elektronickém průmyslu díky svým elektrickým a optickým vlastnostem, uvádí Perovskite-Info. Je také snadné a levné vyrábět. I když jsou perovskity slibným kandidátem na budoucí LED, v současnosti trpí některými zásadními problémy, jako je nízká účinnost a krátká životnost. Tým vědců tvrdí, že vytvořil prakticky životaschopné perovskitové LED diody, které tento problém vyřešily. V tomto článku budeme diskutovat o tom, jak byly v minulosti používány perovskitové LED diody a jak nový tým vědců našel způsob, jak z nich udělat užitečnou alternativu. k organickým LED. Rovněž prozkoumáme, jak by tyto nové LED mohly potenciálně ovlivnit průmysl, jakmile budou vyřešeny některé problémy s vývojem.
Perovskit pro solární články
Jedním z oborů elektroniky, kde tento polovodič získává trakci, jsou solární články, kterým jsem se podrobněji věnoval ve zvláštním článku o perovskitových solárních článcích. V článku hovoříme o skupině vědců, kteří vytvořili dokonce i nátěrový perovskitový inkoust, který promění jakýkoli povrch na solární články.
Tenkovrstvý perovskitový solární článek (vlevo) a perovskit na silikonovém tandemovém solárním článku (vpravo). Obrázek s laskavým svolením kanceláře pro solární energii
Ale obecně řečeno, technologie, kterou lze použít k vytvoření solárních článků, lze také použít k vytvoření LED, protože LED je ve skutečnosti reverzní solární panel; Když napájíte solární článek, vyzařuje infračervené světlo, které je viditelné ve fotoaparátu.
Pro LED perovskit
Zatímco vědci dosáhli významného pokroku na přední straně solárních článků, při vytváření perovskitových LED se setkali s určitými problémy. Podle výzkumníků z Linköping University se vědci pracující na světelných diodách na bázi perovskitu zajímají o perovskity, vhodný materiál LED, protože je lze snadno naladit na jakoukoli frekvenci mezi infračerveným a ultrafialovým zářením.
Nový perovskitový materiál pro LED. Obrázek s laskavým svolením Thora Balkheda z Linköping University.
Perovskite-Info zvyšuje možnost, že by perovskitové světelné diody (PeLED) mohly nahradit organické LED nebo LED s kvantovou tečkou. Nával PeLED přichází v obzvláště příznivém období, protože dřívější masivní hráči LED, jako jsou Samsung a LG, zastavili výrobu LCD ve prospěch organických LED a LED s kvantovou tečkou. Perovskit byl vyvinut v minulosti a často měl nízkou účinnost (méně než komerční LED) a krátkou životnost, uvedli vědci z Linköping University. Špatná účinnost v perovskitových LED je způsobena špatnou vazbou elektronů a děr, což má za následek nízkou kvantovou účinnost a vysoký svodový proud.
Prodloužení životnosti PeLED
Pro pokračování výzkumu PeLED a další využití jeho komerčního potenciálu vyvinul výzkumný tým univerzity v Linköpingu tenkovrstvý PeLED s delší životností a stejnou účinností jako komerční zařízení. více než ostatní. Dějiny.
Tým testuje nový materiál v laboratoři LiU. Obrázek s laskavým svolením Magnuse Johanssona z Linköping University.
Efektivní a stabilní tenké vrstvy perovskitu LED, podrobně popsané v článku Nature, používají ostrovy formamidinium olovo jodidu (FAPbI3) perovskitových nanokrystalů zabudovaných v molekulární matrici transportu elektronů 4,4. -diaminodifenylsulfon (DDS). Vědci zjistili, že DDS řídí proces nukleace a výsledná LED má delší životnost.
Molekulární struktura DDS. Obrázek, Heyong Wang et. Alabama
Zařízení je stabilní v okolních podmínkách po dobu až půl roku a má poločas rozpadu 100 hodin. Má také maximální účinnost 17,3%. Hlavní výhodou PeLED je, že jsou snadněji vyrobitelné než jejich silikonové protějšky, protože pro růst a ukládání vrstev nevyžadují vysoké teploty ani vakuum. Místo toho jsou PeLEDy vyráběny s roztoky, které jsou na substrátech odstřeďovány.
Hlavní problém
Jedním z materiálů používaných k výrobě PeLEDů (olova) je meč s dvojitým ostřím. Tento materiál poskytuje vysoké optické a elektrické vlastnosti, ale není šetrný k životnímu prostředí. Olovnaté zařízení nesmí překročit komerční kvalifikaci, jako je RoHS, která má v roce 2020 přísnější specifikace. “Chceme se zbavit olova.” „Zatím jsme nenašli dobrý způsob, jak to udělat, ale tvrdě na tom pracujeme,“ říká. Feng Gao, vedoucí katedry biomolekulární a organické elektroniky na Linköping University.
Možné aplikace PeLED
Úspěch společnosti PeLED v tomto odvětví závisí na tom, jak dobře mohou využívat vyspělé technologie. Jednou z oblastí, kde mohou tato zařízení vylepšit, jsou tenké displeje v nositelných technologiích, navržené v článku o flexibilních zelených perovskitových LED, protože LED lze efektivně malovat na povrch.
Oloupané na pružném podkladu. Obrázek, Giuseppe Cantarella, et. Alabama
Díky tomu jsou PeLEDy potenciálně použitelné v HUDech a dalších technologiích rozšířené reality, které vyžadují světlé a jasné displeje. Díky schopnosti PeLED se přizpůsobit mohou nahradit standardní LED, když zákazník požaduje určitou vlnovou délku světla (například telekomunikace).
Odkud jdou PeLEDy?
Protože technologie je dnes, PeLED nenahradí LED protějšky kvůli jejich krátké životnosti (možná nejdůležitějšímu faktoru v designu). Feng Gao vyjadřuje svůj optimismus ohledně toho, kam by PeLEDs mohly tímto novým filmem skočit. „Diody vyzařující světlo na bázi perovskitu ještě nejsou dostatečně stabilní pro praktické použití, ale přiblížili jsme je o krok blíž.“ Vědci tvrdí, že nyní plánují testovat různé kombinace perovskitů a organických molekul, aby zjistili, jak k tomu dochází. krystalizace a nukleace. „Různé perovskity vyzařují různé vlnové délky světla, což je požadavek pro cíl získání dlouhodobých LED diod bílého světla,“ uvádí se v tiskové zprávě.
