El equipo de investigación del Prof. Cui Linsong de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC), en cooperación con el equipo del Prof. Samuel D. Stranks de la Universidad de Cambridge, ideó una estrategia novedosa para mejorar el rendimiento de los diodos emisores de luz azul ( LED) a base de materiales de perovskita. Su trabajo ha sido publicado en Nature Photonics. .
Los LED de perovskita se han convertido en una tecnología prometedora de próxima generación para iluminación y pantallas debido a sus propiedades luminiscentes superiores y su rentabilidad. Si bien se han logrado avances significativos en los LED de perovskita verdes, rojos y de infrarrojo cercano, el desarrollo de los LED de perovskita azules se ha quedado atrás, lo que representa un importante cuello de botella en este campo.
Para abordar este desafío, el equipo de investigación diseñó un aditivo iónico multifuncional, el cloruro de bis (trifenilfosfina) iminio (PPNCl), con múltiples formas de resonancia cargadas y un estado electrónico dinámico. Este compuesto permite un control preciso sobre la composición y distribución de las fases de perovskita, suprimiendo eficazmente los canales de recombinación no radiativos y la migración de iones, mejorando así significativamente la eficiencia y estabilidad de los LED de perovskita azules.
PPNCl interactúa con los componentes de la perovskita a través de enlaces de hidrógeno, influyendo en el proceso de cristalización y favoreciendo la transición a fases de alta dimensión con mayor eficiencia de luminiscencia.
Los estudios de espectroscopía de absorción transitoria (TA) revelaron además que el PPNCl acelera los procesos de transferencia de energía desde fases de baja dimensión a fases de alta dimensión, suprimiendo la transferencia de energía incompleta y la pérdida de energía debido a la recombinación no radiativa en fases de baja dimensión.
Además, las moléculas de PPNCl se coordinan con los componentes de la perovskita y exhiben interacciones electrostáticas, pasivando eficazmente los defectos en las películas de perovskita e inhibiendo la migración de iones de haluro, lo que lleva a una mejora significativa en la eficiencia de la luminiscencia y la estabilidad espectral de las películas de perovskita.
Gracias al control efectivo ejercido por PPNCl sobre la distribución de fases de perovskita, los estados de defectos y la migración de iones, se han logrado LED de perovskita azules estables y de alta eficiencia. Estos dispositivos exhiben una eficiencia cuántica externa (EQE) máxima del 21,4 % (pico de emisión a 483 nm), lo que marca la eficiencia más alta alcanzada en los LED de perovskita azules hasta la fecha. Además, la estabilidad de los dispositivos se ha mejorado casi 30 veces.
Este logro innovador allana el camino para futuros avances en el rendimiento de los LED de perovskita azul, lo que indica un progreso notable en la tecnología de LED de perovskita.
Más información: Shuai Yuan et al, Electroluminiscencia azul eficiente a partir de perovskitas de dimensiones reducidas, Nature Photonics (2024). DOI:10.1038/s41566-024-01382-6
Información de la revista: Fotónica de la naturaleza
Proporcionado por la Universidad de Ciencia y Tecnología de China
