Pesquisadores desenvolvem uma nova estratégia para melhorar o desempenho do LED de perovskita azul

Estrutura e desempenho do dispositivo LED perovskita. Crédito:Equipe do Prof. Cui

A equipe de pesquisa do Prof. Cui Linsong da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC), em cooperação com a equipe do Prof. Samuel D. Stranks da Universidade de Cambridge, desenvolveu uma nova estratégia para melhorar o desempenho dos diodos emissores de luz azul ( LEDs) baseados em materiais perovskita. Seu trabalho foi publicado na Nature Photonics .

Os LEDs perovskita surgiram como uma tecnologia promissora de próxima geração para iluminação e displays devido às suas propriedades luminescentes superiores e economia. Embora um progresso significativo tenha sido feito em LEDs de perovskita verdes, vermelhos e infravermelhos próximos, o desenvolvimento de LEDs de perovskita azuis ficou para trás, representando um grande gargalo no campo.

Para enfrentar este desafio, a equipe de pesquisa projetou um aditivo iônico multifuncional, cloreto de bis (trifenilfosfina) imínio (PPNCl), com múltiplas formas de ressonância carregadas e um estado eletrônico dinâmico. Este composto permite um controle preciso sobre a composição e distribuição das fases da perovskita, suprimindo efetivamente os canais de recombinação não radiativos e a migração iônica, melhorando significativamente a eficiência e a estabilidade dos LEDs azuis da perovskita.

O PPNCl interage com os componentes da perovskita por meio de ligações de hidrogênio, influenciando o processo de cristalização e favorecendo a transição para fases de alta dimensão com maior eficiência de luminescência.

Estudos de espectroscopia de absorção transitória (TA) revelaram ainda que o PPNCl acelera os processos de transferência de energia de fases de baixa dimensão para fases de alta dimensão, suprimindo a transferência incompleta de energia e a perda de energia devido à recombinação não radiativa em fases de baixa dimensão.

Além disso, as moléculas de PPNCl coordenam-se com os componentes da perovskita e exibem interações eletrostáticas, passivando efetivamente os defeitos nos filmes de perovskita e inibindo a migração de íons haleto, levando a um aumento significativo na eficiência de luminescência e na estabilidade espectral dos filmes de perovskita.

Graças ao controle efetivo exercido pelo PPNCl sobre a distribuição de fases da perovskita, estados de defeito e migração de íons, LEDs de perovskita azuis estáveis e de alta eficiência foram alcançados. Esses dispositivos exibem um pico de eficiência quântica externa (EQE) de 21,4% (pico de emissão em 483 nm), marcando a maior eficiência alcançada em LEDs de perovskita azul até o momento. Além disso, a estabilidade dos dispositivos foi melhorada quase 30 vezes.

Esta conquista inovadora abre caminho para novos avanços no desempenho do LED de perovskita azul, sinalizando um progresso notável na tecnologia LED de perovskita.

Mais informações: Shuai Yuan et al, Eletroluminescência azul eficiente de perovskitas de dimensão reduzida, Nature Photonics (2024). DOI:10.1038/s41566-024-01382-6
Informações do diário: Fotônica da Natureza

Fornecido pela Universidade de Ciência e Tecnologia da China

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