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(noticias nanowerk) Utilizando un método simple de tamizado con solvente, investigadores del Instituto de Tecnología e Ingeniería de Materiales de Ningbo (NIMTE) han tomado la iniciativa en el desarrollo de diodos emisores de luz de perovskita (PeLED) altamente eficientes y estables con un rendimiento récord.
El estudio fue publicado en Fotónica de la naturaleza(“Resolución de las dimensiones de fase de diodos emisores de luz de perovskita eficientes y estables con alto brillo”).
Las perovskitas son uno de los materiales optoelectrónicos más prometedores debido a su excelente rendimiento optoelectrónico y bajo coste de fabricación. En comparación con los diodos emisores de luz orgánicos (OLED) tradicionales, los PeLED tienen un espectro de emisión de luz más estrecho y una pureza de color superior y, por lo tanto, tienen un gran potencial de aplicación en visualización e iluminación.
Sin embargo, a pesar de los importantes avances en eficiencia, la baja estabilidad operativa limitó la aplicación práctica de los PeLED durante mucho tiempo. En particular, una comprensión limitada de la causa de la inestabilidad de la perovskita ha obstaculizado gravemente el desarrollo y la comercialización de PeLED.
Basándose en un análisis en profundidad de las nanoestructuras finas de las perovskitas, los investigadores identificaron la fase n baja defectuosa de las perovskitas como la principal causa de su inestabilidad. La mala calidad de la fase n baja, que contenía sólo una o dos capas de iones de plomo, se debió al rápido e incontrolable proceso de cristalización.
Inspirándose en el proceso de separar arena de diferentes tamaños con un tamiz, los investigadores propusieron un método de tamizado con solvente para eliminar estas fases no deseadas de bajo n.
Según los investigadores, el tamiz de disolventes es una combinación de disolventes polares y apolares. El disolvente polar actúa como una red que interactúa con las perovskitas, mientras que el disolvente no polar actúa como una estructura que no afecta a las perovskitas. Los investigadores ajustaron la proporción de disolventes polares para eliminar eficazmente las fases defectuosas de bajo n.
Los PeLED basados en perovskitas tamizadas alcanzaron una vida útil de más de 5,7 años en condiciones normales (luminancia 100 cd/m).2), más de 30 veces más que el dispositivo no tratado. Esta vida útil récord es también el valor más alto registrado para los PeLED verdes hasta la fecha y cumple con el umbral fundamental para la aplicación comercial.
Además, estos PeLED lograron una eficiencia cuántica externa (EQE) récord del 29,5%, mejorando significativamente la eficiencia de convertir la electricidad en luz.
Cuando se expone al aire ambiente (50 ± 10 % de humedad), el dispositivo puede retener el 75 % del rendimiento cuántico de fotoluminiscencia de su película y el 80 % de su EQE durante más de 100 días, exhibiendo así una excelente estabilidad.
Este método de tamizado con solvente no solo mejora significativamente el rendimiento de luminiscencia y la estabilidad de los PeLED, sino que también allana el camino para el futuro desarrollo y aplicación de perovskitas con nanoestructuras únicas y excelente rendimiento de luminiscencia.
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