Los científicos de la Universidad de Linkoping que trabajan con colegas de China han demostrado cómo lograr diodos emisores de luz LED de perovskita eficientes. En un artículo publicado en Comunicaciones de la naturaleza , proporcionan pautas sobre la fabricación de emisores de luz de perovskita de alta calidad y, en consecuencia, LED de perovskita de alta eficiencia.
Las perovskitas de haluro, que se definen por sus estructuras cristalinas, se pueden preparar fácilmente mediante el procesamiento de la solución de bajo costo a partir de una solución precursora que comprende haluros metálicos y haluros orgánicos. Las perovskitas resultantes poseen excelentes propiedades ópticas y eléctricas, lo que las convierte en candidatos prometedores para variostipos de dispositivos optoelectrónicos, como células solares, LED y fotodetectores.
Dado que las perovskitas procesadas en solución contienen grandes cantidades de defectos, que en su mayoría son vacantes de haluros, se requiere un control eficiente de la cristalinidad de la perovskita para los dispositivos optoelectrónicos de alto rendimiento. El grupo de investigación en LiU, bajo el liderazgo del profesor titular Feng Gao, enLa colaboración con científicos de la Universidad Tecnológica de Nanjing y la Universidad de Soochow en China, ahora ha estudiado cómo los componentes precursores y las interfaces afectan el proceso de cristalización de las perovskitas.
"Nosotros y varios otros grupos descubrimos que simplemente introducir una cantidad extra de haluros orgánicos en el precursor puede ayudar a pasivar los defectos y lograr películas de perovskita altamente emisivas", dice Zhongcheng Yuan, estudiante de doctorado en el Departamento de Física, Química y Biología IFM en LiU, quien es el primer autor del artículo. Sin embargo, el exceso de haluros orgánicos dificulta la cristalización de la perovskita, lo que resulta en capas emisoras de perovskita de baja conductividad y LED de bajo rendimiento.
Los científicos ahora han resuelto este dilema apoyando la cristalización de perovskita con un óxido metálico, ZnO, que ayuda a eliminar un número adecuado de cationes orgánicos adicionales, lo que hace posible una mejor cristalización. El artículo en Comunicaciones de la naturaleza muestra cómo las reacciones químicas entre las diferentes capas de óxido metálico y las capas de perovskita afectan las propiedades de las películas delgadas de perovskitas y, en consecuencia, el rendimiento de los LED.
"Logramos el control preciso aprovechando la naturaleza básica del óxido de zinc, que puede eliminar selectivamente los cationes orgánicos no deseados mientras deja los aniones haluro deseados", dice Sai Bai, investigador del Departamento de Física, Química y BiologíaIFM en LiU. Él y Feng Gao son los autores principales del artículo.
Este nuevo descubrimiento, en combinación con los resultados anteriores del mismo grupo sobre el tratamiento de defectos en las perovskitas, les ha permitido fabricar películas eficientes de luz emisora de perovskita en el laboratorio. Los dispositivos resultantes proporcionan LED de infrarrojo cercano con una eficiencia cuántica de19,6%, es decir, el 19,6% de los electrones suministrados al dispositivo se emiten como luz fotones, que se encuentra entre el mejor rendimiento para los LED de perovskita del mundo.
"Los LED de perovskita son un campo prometedor. Se han observado avances rápidos durante los últimos 5 años, pero este campo aún es nuevo y se necesita mucho más trabajo antes de que puedan fabricarse comercialmente a gran escala. Un aspecto crítico quenecesita mejorar la estabilidad del dispositivo ", dice Feng Gao.
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Materiales proporcionado por Universidad de Linköping . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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