Investigadores de la Universidad de Linköping, Suecia, han desarrollado eficientes diodos emisores de luz azul basados ​​en perovskitas de haluro. "Estamos muy entusiasmados con este avance, "dice Feng Gao, profesor de la Universidad de Linköping. Los nuevos LED pueden abrir el camino a una iluminación económica y energéticamente eficiente.

La iluminación es responsable de aproximadamente el 20% del consumo mundial de electricidad, una cifra que podría reducirse al 5% si todas las fuentes de luz fueran diodos emisores de luz (LED). Los LED azul-blancos actualmente en uso, sin embargo, necesitan métodos de fabricación complicados y son costosos, lo que hace que sea más difícil lograr una transición global.

Los LED fabricados a partir de perovskitas de haluro podrían ser una alternativa más económica y ecológica tanto para la iluminación como para los monitores basados ​​en LED. Las perovskitas son una familia de materiales semiconductores definidos por su estructura cristalina cúbica. Tienen buenas propiedades de emisión de luz y son fáciles de fabricar. Utilizando elementos del grupo halógeno, es decir, flúor, cloro, bromo y yodo, A las perovskitas se les pueden dar propiedades que dependen de la composición química del cristal.

Los LED para luz verde y roja ya se han creado con perovskitas, pero un color, azul, ha faltado hasta ahora, haciendo imposible lograr luz blanca.

"La luz azul es la clave para llevar las perovskitas emisoras de luz a aplicaciones prácticas. Nuestro avance más reciente es un paso en el camino, "dice Feng Gao, profesor del Departamento de Física, Química y Biología en la Universidad de Linköping.

El grupo de investigación de Feng Gao, en colaboración con colegas de Lund, Gran Bretaña, Alemania, China y Dinamarca, ha logrado crear perovskitas de haluro que dan una emisión estable en el rango de longitud de onda de 451-490 nanómetros, que corresponden a colores de azul profundo a azul cielo. Max Karlsson es estudiante de doctorado en la Universidad de Linköping y primer autor conjunto del artículo ahora publicado en Comunicaciones de la naturaleza . Él dice:

"Las perovskitas de haluro metálico se pueden ajustar fácilmente en color en todo el espectro visible mediante una simple aleación. Desafortunadamente, y un LED azul se vuelve verde durante el funcionamiento. Hemos encontrado un método que puede prevenir este cambio de color controlando la dinámica de cristalización de la película al crear la perovskita. Estos hallazgos allanan el camino para las aleaciones de perovskita estables, no solo para LED sino también para células solares ".

El desafío de crear luz azul en perovskitas es que requiere una composición química con una gran fracción de cloruro, lo que hace que la perovskita sea inestable. Los LED azules basados ​​en perovskita se crearon previamente con el uso de lo que se conoce como la "técnica de confinamiento cuántico, "lo que genera LED de baja intensidad con poca eficiencia. Sin embargo, Se pueden crear perovskitas estables con la cantidad deseada de cloruro con la ayuda de la "técnica de cristalización asistida por vapor". Es más, Los investigadores de la Universidad de Linköping han logrado una eficiencia energética de hasta un 11% para los LED azules basados ​​en perovskita.

"Hemos demostrado que los diodos emisores de luz azul basados ​​en perovskitas de haluro pueden ser eficientes y estables en un amplio espectro, sin utilizar el confinamiento cuántico. Hemos logrado crear uno de los LED basados ​​en perovskita azul más eficientes hasta ahora conocidos, "dice Weidong Xu, postdoctorado en la Universidad de Linköping.

La ciencia de las perovskitas es un campo de investigación relativamente nuevo que ha despertado un gran interés internacional. ya que ofrece un gran potencial para desarrollar materiales económicos y eficientes. Feng Gao, sin embargo, se apresura a señalar que el trabajo que han realizado es investigación básica, y las aplicaciones aún están lejos en el futuro.

"Los LED de perovskita son una tecnología joven y les queda mucho camino por recorrer antes de que vean la luz del día. Actualmente, la corta vida útil y el bajo rendimiento de los LED azules son los principales obstáculos para los diodos emisores de luz de perovskita antes de que puedan comenzar a competir con tecnologías existentes, como los diodos emisores de luz basados ​​en semiconductores orgánicos e inorgánicos. Seguiremos trabajando en eso para hacer que los PeLED sean comparables a las otras tecnologías, "dice Feng Gao.