Os pesquisadores da UNIST relatam uma melhora considerável no desempenho do dispositivo de dispositivos optoeletrônicos baseados em polímero. Publicado em Nature Photonics hoje, o novo material plasmônico, pode ser aplicado a diodos emissores de luz de polímero (PLEDs) e células solares de polímero (PSCs), com alto desempenho recorde mundial, através de um processo simples e barato.

Uma melhoria considerável no desempenho do dispositivo de dispositivos optoeletrônicos baseados em polímero é relatada hoje por pesquisadores do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST), Coreia do Sul. O novo material plasmônico, pode ser aplicado a diodos emissores de luz de polímero (PLEDs) e células solares de polímero (PSCs), com alto desempenho recorde mundial, através de um processo simples e barato.

As demandas contrárias desses dispositivos significam que existem poucas nanopartículas de metal que podem melhorar o desempenho em PLEDs e PSCs ao mesmo tempo.

A maioria dos dispositivos optoeletrônicos semicondutores (OEDs), incluindo fotodiodos, células solares, diodos emissores de luz (LEDs), e lasers semicondutores, são baseados em materiais inorgânicos. Os exemplos incluem nitreto de gálio para diodos emissores de luz e silício para células solares.

Devido à disponibilidade limitada de matérias-primas e ao processamento complexo necessário para fabricar OEDs com base em materiais inorgânicos, o custo de fabricação do dispositivo está aumentando. Há grande interesse em OEDs de filme fino feitos de semicondutores alternativos.

Entre esses materiais, semicondutores orgânicos têm recebido muita atenção para uso em OEDs de próxima geração devido ao potencial de fabricação de baixo custo e em grandes áreas usando o processamento de solução.

Apesar dos extensos esforços para desenvolver novos materiais e arquiteturas de dispositivos, melhorando o desempenho desses dispositivos, mais melhorias na eficiência são necessárias, antes que possa haver uso generalizado e comercialização dessas tecnologias.

O material preparado pela equipe de pesquisa da UNIST é fácil de sintetizar com equipamentos básicos e possui processabilidade em solução em baixa temperatura. Esta capacidade de processamento de solução de baixa temperatura permite técnicas de produção em massa rolo a rolo e é adequada para dispositivos eletrônicos impressos.

"Nosso trabalho é significativo também porque antecipa a realização de dispositivos a laser eletricamente acionados utilizando nanopartículas de prata com suporte de ponto * de carbono (CD-Ag NPs) como materiais plasmônicos." disse o Prof. Byeong-Su Kim. "O material permite emissão radiativa significativa e absorção adicional de luz, levando a uma eficiência de corrente notavelmente aprimorada. "

A ressonância de plasma de superfície é uma onda eletromagnética que se propaga ao longo da superfície de uma fina camada de metal e a oscilação coletiva de elétrons em um sólido ou líquido estimulada pela luz incidente. SPR é a base de muitas ferramentas padrão para medir a adsorção de materiais em superfícies planas de metal (geralmente ouro e prata) ou na superfície de nanopartículas de metal.

A equipe demonstrou PLEDs e PSCs eficientes usando o aumento de ressonância Plasmon de superfície com CD-Ag NPs. Os PLEDs alcançaram uma eficiência de corrente notavelmente alta (de 11,65 a 27,16 cd A-1) e eficiência luminosa (LE) (de 6,33 a 18,54 lm W-1).

PSCs produzidos desta forma mostraram maior eficiência de conversão de energia (PCE) (de 7,53 a 8,31%) e eficiência quântica interna (IQE) (de 91 a 99% em 460 nm). O LE (18,54 lm W-1) e o IQE (99%) estão entre os valores mais altos relatados até o momento em PLEDs e PSCs fluorescentes, respectivamente.

"Essas melhorias significativas na eficiência do dispositivo demonstram que os materiais de ressonância de Plasmon de superfície constituem uma rota versátil e eficaz para obter LEDs de polímero de alto desempenho e células solares de polímero, "disse o Prof Jin Young Kim." Esta abordagem mostra-se promissora como uma rota para a realização de lasers de polímero acionados eletricamente. "

Os colegas pesquisadores incluem Hyosung Choi, Seo-Jin Ko, Yuri Choi, Taehyo Kim, Boram Lee, e Prof. Myung Hoon Song da UNIST, e pesquisadores da Chungnam National University, Pusan ​​National University, e o Instituto de Ciência e Tecnologia de Gwangju.

Esta pesquisa foi apoiada por um programa WCU (World Class University) através da Fundação Coreana de Ciência e Engenharia financiada pelo Ministério da Educação, Ciência e Tecnologia, a National Research Foundation of Korea Grant, o Projeto de P&D de tecnologia da Korea Healthcare, o Ministério da Saúde e Bem-Estar, A Coreia e a Cooperação Internacional do Instituto Coreano de Avaliação e Planejamento de Tecnologia de Energia (KETEP), financiado pelo Ministério da Economia do Conhecimento do governo coreano.

* Ponto de carbono:pontos de carbono (CDs) consistem em carbono, hidrogênio, e o oxigênio com uma estrutura quase esférica em que o carbono mostra o caráter de grafite cristalino.