Des scientifiques de LiU travaillant avec des collègues chinois ont montré comment obtenir des diodes électroluminescentes (DEL) à pérovskite efficaces. Dans un article publié dans Communication Nature , ils fournissent des directives sur la fabrication d'émetteurs de lumière pérovskite de haute qualité, et par conséquent des LED pérovskites à haut rendement.

Les pérovskites aux halogénures, qui sont définis par leurs structures cristallines, peuvent être facilement préparés par traitement de solution à faible coût à partir d'une solution précurseur comprenant des halogénures métalliques et des halogénures organiques. Les pérovskites résultantes possèdent d'excellentes propriétés optiques et électriques, ce qui en fait des candidats prometteurs pour divers types de dispositifs optoélectroniques, comme les cellules solaires, LED et photodétecteurs.

Étant donné que les pérovskites traitées en solution contiennent de grandes quantités de défauts, qui sont pour la plupart des postes vacants aux halogénures, un contrôle efficace de la cristallinité de la pérovskite est requis pour les dispositifs optoélectroniques à hautes performances. Le groupe de recherche de LiU, sous la direction du maître de conférences Feng Gao, en collaboration avec des scientifiques de la Nanjing Tech University, et l'Université de Soochow en Chine, a maintenant étudié comment les composants précurseurs et les interfaces affectent le processus de cristallisation des pérovskites.

"Nous et plusieurs autres groupes avons découvert que le simple fait d'introduire une quantité supplémentaire d'halogénures organiques dans le précurseur peut aider à passiver les défauts et à obtenir des films de pérovskite hautement émissifs", explique Zhongcheng Yuan, doctorat étudiant au département de physique, Chimie et Biologie (IFM) à LiU, qui est le premier auteur de l'article. Les halogénures organiques en excès, cependant, entraver la cristallisation de la pérovskite, résultant en des couches émissives de pérovskite à faible conductivité et des LED à faible performance.

Les scientifiques ont maintenant résolu ce dilemme en soutenant la cristallisation de la pérovskite avec un oxyde métallique, ZnO, qui aide à éliminer un nombre approprié de cations organiques supplémentaires, permettant une meilleure cristallisation. L'article de Nature Communications montre comment les réactions chimiques entre différentes couches d'oxydes métalliques et de pérovskites affectent les propriétés des films minces de pérovskites, et par conséquent les performances des LED.

« Nous obtenons un contrôle précis en tirant parti de la nature basique de l'oxyde de zinc, qui peut éliminer sélectivement les cations organiques indésirables tout en laissant les anions halogénures souhaités, " dit Sai Bai, chercheur au Département de physique, Chimie et Biologie (IFM) à LiU. Lui et Feng Gao sont les principaux auteurs de l'article.

Cette nouvelle découverte, en combinaison avec les résultats précédents du même groupe sur le traitement des défauts dans les pérovskites, leur a permis de fabriquer des films émetteurs de lumière perovskite efficaces en laboratoire. Les dispositifs résultants donnent des LED dans le proche infrarouge avec une efficacité quantique de 19,6%, soit 19,6% des électrons fournis à l'appareil sont émis sous forme de lumière (photons), qui est parmi les meilleures performances pour les LED pérovskites dans le monde.

"Les LED pérovskites sont un domaine prometteur. Des percées rapides ont été observées au cours des 5 dernières années, mais ce domaine est encore nouveau et il reste encore beaucoup à faire avant de pouvoir les fabriquer commercialement à grande échelle. Un aspect critique qui doit être amélioré est la stabilité de l'appareil, " dit Feng Gao.