Найден способ значительного повышения эффективности гибридных светодиодов

Большинство предыдущих разработок в области перовскитных светодиодов обеспечивали квантовую эффективность — способность преобразовывать электричество в свет — в диапазоне от 20% до 30%. Новая технология повысит ее до 40%.

Химики разработали способ значительного повышения эффективности светодиодов (LED), изготовленных с использованием перовскита. Журнал Nature опубликовал статью о прогрессе в области гибридных светодиодов, которые могут найти применение в самых разных областях.

Начиная с 2010-х годов светодиоды, изготовленные из неорганических полупроводников, таких как нитрид галлия, начали массово вытеснять лампы накаливания в быту. Лампы накаливания работают за счет нагрева металлической нити, из-за чего они расходуют 90 % энергии. Светодиоды преобразуют энергию непосредственно в свет, пропуская электрический ток через полупроводниковый материал для возбуждения электронов. В результате неорганический светодиод потребляет всего 8-10 Вт, чтобы излучать столько же света, сколько 60-ваттная лампа накаливания.

Несмотря на то, что неорганические светодиоды эффективны, стабильны и долговечны, их сложно использовать в дисплеях большой площади или в очень маленьких пикселях. Кроме того, они жесткие, что затрудняет их использование в гибких устройствах и некоторых других областях.

Светодиоды, изготовленные из органических молекул, тоньше, гибче, их проще проектировать, и они дают более яркие цвета на дисплеях. Однако в настоящее время их производство обходится дороже, а сами они менее эффективны и долговечны, чем неорганические светодиоды.

Чтобы создать перовскитный светодиод, соли галогенидов металлов вместе с различными добавками нагревают, чтобы они растворились в растворителе.

Раствор наносится ультратонкими слоями методом центрифугирования на подложку внутри азотной перчаточной камеры — герметичного бокса с прозрачными стенками, заполненного очищенным азотом. Камера защищает материал от воздействия кислорода и влаги. Исследователь надевает перчатки, прикрепленные к камере, чтобы работать с материалом.

Затем ультратонкую пленку нагревают, чтобы выпарить растворитель и дать химическим веществам возможность сформировать кристаллическую структуру перовскита.

В процессе производства перовскитных светодиодов для экспериментов и тестирования исследователи из Университета Эмори и Университета Пердью заметили кое-что странное. В базовую формулу перовскитного светодиода входит добавка, открытая в 2018 году, которая позволяет получить светодиод с базовой эффективностью 20–25%. Но в партии, изготовленной в лаборатории Доу, эффективность почему-то составила около 30%.

Чем объяснялась эта разница?

Продолжение: https://russianelectronics.ru/najden-sposob-znachitelnogo-povysheniya-effektivnosti-gibridnyh-svetodiodov/