Pesquisadores da Linköping University, Suécia, desenvolveram diodos emissores de luz azul eficientes baseados em perovskitas halogenadas. "Estamos muito entusiasmados com este avanço, "diz Feng Gao, professor da Linköping University. Os novos LEDs podem abrir o caminho para uma iluminação barata e com baixo consumo de energia.

A iluminação é responsável por aproximadamente 20% do consumo global de eletricidade, um valor que poderia ser reduzido para 5% se todas as fontes de luz consistissem em diodos emissores de luz (LEDs). Os LEDs branco-azulados atualmente em uso, Contudo, precisam de métodos de fabricação complicados e são caros, o que torna mais difícil alcançar uma transição global.

Os LEDs fabricados a partir de perovskitas halogenadas podem ser uma alternativa mais barata e ecológica para monitores de iluminação e baseados em LED. As perovskitas são uma família de materiais semicondutores definidos por sua estrutura cristalina cúbica. Eles têm boas propriedades de emissão de luz e são fáceis de fabricar. Usando elementos do grupo halogênio, ou seja, flúor, cloro, bromo e iodo, As perovskitas podem receber propriedades que dependem da composição química do cristal.

LEDs para luz verde e vermelha já foram criados com perovskitas, mas uma cor, azul, tem faltado até agora, tornando impossível obter luz branca.

"A luz azul é a chave para levar as perovskitas emissoras de luz para aplicações práticas. Nossa descoberta mais recente é um passo adiante, "diz Feng Gao, professor do Departamento de Física, Química e Biologia na Linköping University.

Grupo de pesquisa de Feng Gao, em colaboração com colegas em Lund, Grã Bretanha, Alemanha, China e Dinamarca, conseguiu criar perovskitas halogenadas que fornecem emissão estável na faixa de comprimento de onda de 451-490 nanômetros - correspondendo a cores de azul profundo a azul celeste. Max Karlsson é doutorando na Linköping University e co-primeiro autor do artigo agora publicado em Nature Communications . Ele diz:

"As perovskitas de haleto metálico são facilmente ajustáveis ​​em todo o espectro visível por meio de ligas simples. Infelizmente, e um LED azul fica verde durante a operação. Encontramos um método que pode evitar essa mudança de cor, controlando a dinâmica de cristalização do filme ao criar a perovskita. Essas descobertas abrem caminho para ligas de perovskita estáveis, não apenas para LEDs, mas também para células solares. "

O desafio de criar luz azul em perovskitas é que ela requer uma composição química com uma grande fração de cloreto, o que torna o perovskite instável. LEDs baseados em perovskita azul foram criados anteriormente com o uso do que é conhecido como a "técnica de confinamento quântico, "o que dá LEDs de baixa intensidade com baixa eficiência. No entanto, perovskitas estáveis ​​com a quantidade desejada de cloreto podem ser criadas com o auxílio da "técnica de cristalização assistida por vapor". Além disso, os pesquisadores da Linköping University alcançaram uma eficiência energética de até 11% para os LEDs azuis baseados em perovskita.

"Mostramos que diodos emissores de luz azul baseados em perovskitas halogenadas podem ser eficientes e estáveis ​​em um amplo espectro, sem usar confinamento quântico. Conseguimos criar um dos LEDs baseados em perovskita azul mais eficientes até agora conhecidos, "diz Weidong Xu, pós-doutorado na Linköping University.

A ciência das perovskitas é um campo de pesquisa relativamente novo que tem despertado grande interesse internacional, pois oferece um grande potencial para o desenvolvimento de materiais baratos e eficientes. Feng Gao, Contudo, é rápido em apontar que o trabalho que eles fizeram é pesquisa básica, e os aplicativos ainda estão um pouco distantes no futuro.

"Os LEDs de perovskita são uma tecnologia jovem e ainda têm um longo caminho a percorrer antes de verem a luz do dia. Atualmente, a curta vida útil e o baixo desempenho dos LEDs azuis são os principais obstáculos para os diodos emissores de luz perovskita antes que eles possam começar a competir com as tecnologias existentes, como os diodos emissores de luz baseados em semicondutores orgânicos e inorgânicos. Continuaremos trabalhando nisso para tornar PeLEDs comparáveis ​​a outras tecnologias, "diz Feng Gao.