Les pérovskites aux halogénures de plomb sont des matériaux qui émettent de la lumière avec une gamme de couleurs, mais souffrent également d'une mauvaise stabilité à l'humidité. Des scientifiques chinois ont démontré une nouvelle technique de synthèse qui permet aux pérovskites d'émettre une lumière fluorescente brillante en ajoutant une dose d'eau, même immergé sous l'eau pendant plus d'un an. La fabrication réussie des cristaux hydratés sous forme de luminophores dans des dispositifs électroluminescents indique leur potentiel à des fins industrielles.

Dans les années récentes, les pérovskites aux halogénures de plomb sont apparues comme des matériaux prometteurs pour le photovoltaïque et les diodes électroluminescentes (LED) en raison de leurs propriétés optiques et électriques intéressantes, tels que le rendement quantique élevé de photoluminescence (PL) (QY), spectre d'émission étroit, longueur d'onde d'émission accordable, coefficient d'absorption élevé, et une longue longueur de diffusion des porteurs. Des développements profonds ont été observés dans les domaines des cellules solaires, diodes électroluminescentes à semi-conducteurs, photodétecteurs, et lasers. Cependant, la mauvaise stabilité des LHP, notamment dans l'eau et les solvants polaires, demeure un problème crucial qui entrave leurs applications.

Dans un nouvel article publié dans Science de la lumière et applications , scientifiques de l'Université de Zhengzhou, Chine, et ses collègues ont développé une nouvelle méthode synthétique par laquelle le PL QY des pérovskites peut être augmenté de 2,5% à 71,54 % en ajoutant une dose d'eau et diminue de manière minimale en solution aqueuse en un an. En outre, le MAPbBr tel que synthétisé 3 @PbBr(OH) peut maintenir sa luminescence dans de nombreux types de solvants et également présenter une excellente température ambiante, thermique et photo-stabilités. La stabilité améliorée et le PL QY peuvent être attribués au MAPbBr induit par l'eau 3 @PbBr(OH). PbBr(OH) passive les défauts du MAPbBr 3 QDs et porteurs confinés dans les QDs de sorte que MAPbBr 3 @PbBr(OH) pourrait atteindre une efficacité d'émission élevée ; en outre, PbBr(OH) peut empêcher l'exposition des QD à l'air et à l'humidité, augmentant ainsi la stabilité.

"La découverte que le PL QY des pérovskites peut être augmenté par l'ajout d'eau est incroyable, et la raison de l'amélioration du PL QY et de la stabilité peut être attribuée à la formation de bandes interdites stables et plus grandes PbBr(OH) à la surface des points quantiques des pérovskites aux halogénures de plomb après l'ajout d'eau. PbBr(OH) passive les défauts du MAPbBr 3 QDs et a empêché l'exposition des QDs à l'air et à l'humidité, augmentant ainsi l'efficacité et la stabilité."

"Nous notons que cette stratégie est universelle pour les pérovskites aux halogénures de plomb méthylamino (MAPbBr 3 ), les pérovskites aux halogénures de plomb formamidine (FAPbBr3), pérovskites aux halogénures de plomb inorganiques (CsPbBr3), etc", ont-ils ajouté.

« Depuis que le MAPbBr tel que préparé 3 @PbBr(OH) a une efficacité et une stabilité de fluorescence élevées, cela stimulera l'intérêt de la recherche dans le domaine des lasers, LED et ainsi de suite. Cette approche efficace pour la synthèse de pérovskites luminescentes ultrastables et hautement efficaces fera avancer leurs applications pratiques, ", prédisent les scientifiques.