Pesquisadores da Linköping University, trabalhando com colegas na Grã-Bretanha, China e República Tcheca, desenvolveram um diodo emissor de luz (LED) perovskita com alta eficiência e longa estabilidade operacional. O resultado foi publicado em Nature Communications .

"Diodos emissores de luz baseados em perovskitas ainda não são suficientemente estáveis ​​para uso prático, mas nós os trouxemos um passo mais perto, "diz o professor Feng Gao, e chefe de pesquisa da Divisão de Eletrônica Biomolecular e Orgânica, Linköping University.

As perovskitas são uma grande família de materiais semicondutores que têm despertado o interesse de cientistas em todo o mundo. Sua estrutura de cristal especial significa que eles têm excelentes propriedades ópticas e eletrônicas, embora sejam fáceis e baratos de fabricar. A maior parte do progresso foi feita na pesquisa sobre o uso de perovskitas em células solares, mas também são adequados para a fabricação de LEDs.

A eficiência dos LEDs, que mede a fração de entrada de portadores de carga para o material que são posteriormente emitidos como luz, aumentou consideravelmente nos últimos anos, e em breve alcançará o de tecnologia concorrente. Eles são, Contudo, não particularmente estável, o que significa que até agora eles não podem ser usados ​​na prática.

"Ainda há muito a ser feito. Até agora, a maioria dos LEDs de perovskita tem baixa eficiência ou baixa estabilidade do dispositivo, "diz Xiao-Ke LiU, bolsista de pesquisa na Divisão de Eletrônica Biomolecular e Orgânica. Ele e Feng Gao são os principais autores do artigo.

Muitos grupos de pesquisa trabalharam neste dilema, sem sucesso particular. Agora, pesquisadores da LiU, trabalhando com colegas na Grã-Bretanha, China e República Tcheca, encontraram um caminho a seguir. Eles usaram uma perovskita que consiste em chumbo, iodo e uma substância orgânica, formamidínio. Em seguida, eles incorporaram a perovskita em uma matriz de molécula orgânica para formar um filme fino composto.

"Essa molécula com dois grupos amino em suas extremidades ajuda as outras substâncias a formar uma estrutura cristalina de alta qualidade, característica das perovskitas, e torna o cristal estável, "diz Heyong Wang, Doutoranda na Divisão de Eletrônica Biomolecular e Orgânica.

O novo filme fino composto permitiu ao grupo de pesquisa desenvolver LEDs com uma eficiência de 17,3% com uma longa meia-vida, aproximadamente 100 horas.

Perovskitas que contêm chumbo e halogênio, neste caso, iodo, têm as melhores propriedades emissoras de luz.

"Gostaríamos muito de nos livrar do chumbo. Até agora não encontramos uma boa maneira de fazer isso, mas estamos trabalhando muito nisso, diz Feng Gao.

Os próximos passos são testar novas combinações de diferentes perovskitas e moléculas orgânicas e entender em detalhes como ocorrem os processos de nucleação e cristalização. Diferentes perovskitas fornecem luz em diferentes comprimentos de onda, que é um requisito para o objetivo de longo prazo de obter LEDs de luz branca.