Учени изобретиха метод за семпло производство на пълноцветни перовскитни светодиоди. Оптичен материал от следващо поколение, базиран на наночастици перовскит, може да постигне ярки и наситени цветове дори при много големи екрани.
Благодарение на високата си чистота на цветовете и ниската си цена, технологията вече се радва на огромен интерес от страна на индустрията, пише GreenTech.bg. Неотдавнашно изследване с участието на учени от UNIST представи една семпла техника за извличане на трите основни цвята (червен, син, зелен) от този материал.
В изследването екипът е въвел една „проста техника“, която свободно контролира спектрите на излъчване на светлина чрез регулиране на анионните халогениди в перовскита, обяснява професор Ийн Юнг Ким от Школата по енергиен и химически инженеринг в UNIST.
Ключът към успеха е да се настроят анионните халогениди, като се разтварят в разтворители, за да се постигнат червени, сини и зелени светлини. Прилагането на тази техника към светодиодите може да доведе до кристално качество на картината.
Перовскитът е полупроводников материал със специална структура, съдържащ метални и халогенни елементи. Той се счита за кандидат за основен материал за следващо поколение слънчеви клетки, защото има висока фотоелектрична ефективност – за преобразуване на слънчевата светлина в електричество.
Този материал обаче привлича вниманието на учените и като средство за излъчване на светлина, поради своята висока светлинна ефективност. Наночастиците от перовскит излъчват различни цветове в зависимост от вътрешния халогенен елемент. Той излъчва червено, когато е богат на йод, зелено, когато е богат на бром, и синьо, когато е богат на хлор.
Както винаги има едно „но“. Перовскитът е силно чувствителен, което затруднява стабилната промяна на елементите. Сега професор Ким е разработил семпла техника за заместване на определени елементи чрез процес на разтваряне. Методът включва заместване на елементите чрез използване определен разтворител и химически добавки.
„В изследването добавихме неполярен разтворител, съдържащ йод (I), бром (Br) и хлор (Cl) в разтвор с перовскитни наночастици“, казва Юнг Джин Юън от Комбинираната програма за енергиен инженеринг, съавтор на изследването. „След като реакцията се осъществи, елементите, смесени в неполярния разтворител, сменят мястото си с елементи в оригиналния перовскит, което предизвиква промени в луминисценцията“.
Химическата добавка служи за отделяне на халогенния елемент, присъстващ в неполярния разтворител. В резултат на това, количеството на халогенния елемент в разтвора се увеличава и с течение на времето се заменя с халогенния елемент в конвенционалния перовскит.
Цветът на излъчването се определя от броя на елементите в перовскита. Изследователите са направили светодиоди с червени, сини и зелени цветове, използвайки перовскитните наночастици, произведени по тази технология.
„Той е стабилен, в сравнение със съществуващата технология за промяна на елементите в твърдия перовскит. Може да се прилага различно, за да се промени композицията на елементите в перовскитния материал,“ обясни Ким Ки-Хуан, професор по научни изследвания в Катедрата по енергетика и химическо инженерство.
„С нашия семпъл метод ние получихме луминисценция, покриваща целия видим спектър от 400 до 700 нанометра“, казва проф. Ким. „Освен това бяха успешно произведени RGB LED устройства с наситени и ярки цветове – използвайки анионообменните нанокристали“, допълва той.