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    Las capas intermedias ayudan a la cristalización de perovskita para diodos emisores de luz de alto rendimiento

    Las diferentes capas de óxidos metálicos afectan las propiedades de las películas delgadas de perovskita. Crédito:Charlotte Perhammar

    Los científicos de LiU 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 directrices 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 puede preparar fácilmente mediante procesamiento en 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, haciéndolos candidatos prometedores para varios tipos de dispositivos optoelectrónicos, como las células solares, LED y fotodetectores.

    Dado que las perovskitas procesadas en solución contienen grandes cantidades de defectos, que son en su mayoría vacantes de haluros, Se requiere un control eficiente de la cristalinidad de la perovskita para dispositivos optoelectrónicos de alto rendimiento. El grupo de investigación de LiU, bajo el liderazgo del profesor titular Feng Gao, en 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 la simple introducción de una cantidad adicional de haluros orgánicos en el precursor puede ayudar a pasivar los defectos y lograr películas de perovskita altamente emisivas", dice Zhongcheng Yuan. Doctor. estudiante en el Departamento de Física, Química y Biología (IFM) en LiU, quien es el primer autor del artículo. El exceso de haluros orgánicos, sin embargo, obstaculizar la cristalización de la perovskita, resultando 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 una cantidad adecuada de cationes orgánicos adicionales, haciendo posible una mejor cristalización. El artículo de Nature Communications muestra cómo las reacciones químicas entre diferentes capas de óxido metálico y 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 dejando los aniones haluro deseados, "dice Sai Bai, becario de investigación del Departamento de Física, Química y Biología (IFM) en LiU. Él y Feng Gao son los principales autores del artículo.

    Este nuevo descubrimiento, en combinación con resultados previos del mismo grupo sobre el tratamiento de defectos en perovskitas, les ha permitido fabricar películas emisoras de luz de perovskita eficientes en el laboratorio. Los dispositivos resultantes dan LED de infrarrojo cercano con una eficiencia cuántica del 19,6%, es decir, el 19,6% de los electrones suministrados al dispositivo se emiten en forma de luz (fotones), que se encuentra entre el mejor rendimiento para los LED de perovskita en el mundo.

    "Los LED de perovskita son un campo prometedor. Se han observado avances rápidos durante los últimos 5 años, pero este campo es todavía nuevo y es necesario trabajar mucho más antes de que puedan fabricarse comercialmente a gran escala. Un aspecto crítico que debe mejorarse es la estabilidad del dispositivo, "dice Feng Gao.


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