Investigadores de la Universidad de Linköping, trabajar con colegas en Gran Bretaña, China y la República Checa, han desarrollado un diodo emisor de luz (LED) de perovskita con alta eficiencia y larga estabilidad operativa. El resultado ha sido publicado en Comunicaciones de la naturaleza .

"Los diodos emisores de luz basados ​​en perovskitas todavía no son lo suficientemente estables para un uso práctico, pero los hemos acercado un paso más, "dice el profesor Feng Gao, y jefe de investigación en la División de Electrónica Biomolecular y Orgánica, Universidad de Linköping.

Las perovskitas son una gran familia de materiales semiconductores que han despertado el interés de científicos de todo el mundo. Su estructura cristalina especial significa que tienen excelentes propiedades ópticas y electrónicas, mientras que son fáciles y baratos de fabricar. La mayor parte del progreso se ha realizado en la investigación sobre el uso de perovskitas en células solares, pero también son adecuados para la fabricación de LED.

La eficiencia de los LED, que mide la fracción de los portadores de carga que ingresan al material que posteriormente se emiten como luz, ha aumentado considerablemente en los últimos años, y pronto alcanzará el de la tecnología competidora. Son, sin embargo, no particularmente estable, lo que significa que hasta ahora no se pueden utilizar en la práctica.

"Queda mucho por hacer. Hasta ahora, la mayoría de los LED de perovskita tienen baja eficiencia o poca estabilidad del dispositivo, "dice Xiao-Ke LiU, becario de investigación en la División de Electrónica Biomolecular y Orgánica. Él y Feng Gao son los principales autores del artículo.

Muchos grupos de investigación han trabajado en este dilema, sin un éxito particular. Ahora, investigadores de LiU, trabajar con colegas en Gran Bretaña, China y la República Checa, han encontrado un camino a seguir. Han utilizado una perovskita que consiste en plomo, yodo y una sustancia orgánica, formamidinio. Luego han incrustado la perovskita en una matriz de molécula orgánica para formar una película delgada compuesta.

"Esta molécula con dos grupos amino en sus extremos ayuda a las otras sustancias a formar una estructura cristalina de alta calidad que es característica de las perovskitas, y hace que el cristal sea estable, "dice Heyong Wang, Estudiante de doctorado en la División de Electrónica Biomolecular y Orgánica.

La nueva película delgada compuesta ha permitido al grupo de investigación desarrollar LED con una eficiencia del 17,3% con una vida media larga, aproximadamente 100 horas.

Perovskitas que contienen plomo y un halógeno, en este caso yodo, tienen las mejores propiedades emisoras de luz.

"Nos gustaría mucho deshacernos del liderazgo. Hasta ahora no hemos encontrado una buena manera de hacerlo, pero estamos trabajando duro en ello dice Feng Gao.

Los siguientes pasos son probar nuevas combinaciones de diferentes perovskitas y moléculas orgánicas y comprender en detalle cómo ocurren los procesos de nucleación y cristalización. Diferentes perovskitas dan luz a diferentes longitudes de onda, que es un requisito para el objetivo a largo plazo de obtener LED de luz blanca.