Chercheurs de l'Université de Linköping, travailler avec des collègues en Grande-Bretagne, la Chine et la République tchèque, ont développé une diode électroluminescente (DEL) pérovskite avec à la fois un rendement élevé et une longue stabilité de fonctionnement. Le résultat a été publié dans Communication Nature .

"Les diodes électroluminescentes à base de pérovskites ne sont pas encore suffisamment stables pour une utilisation pratique, mais nous les avons rapprochés d'un pas, " dit le professeur Feng Gao, et directeur de recherche à la Division de l'électronique biomoléculaire et organique, Université de Linköping.

Les pérovskites sont une grande famille de matériaux semi-conducteurs qui ont suscité l'intérêt des scientifiques du monde entier. Leur structure cristalline particulière leur confère d'excellentes propriétés optiques et électroniques, alors qu'ils sont à la fois faciles et bon marché à fabriquer. La plupart des progrès ont été réalisés dans la recherche sur l'utilisation des pérovskites dans les cellules solaires, mais ils sont également bien adaptés à la fabrication de LED.

L'efficacité des LED, qui mesure la fraction de porteurs de charge introduits dans le matériau qui sont ensuite émis sous forme de lumière, a considérablement augmenté ces dernières années, et atteindra bientôt celui de la technologie concurrente. Elles sont, cependant, pas particulièrement stable, ce qui signifie que jusqu'à présent, ils ne peuvent pas être utilisés dans la pratique.

"Beaucoup reste à faire. Jusqu'à présent, la plupart des LED à pérovskite ont un faible rendement ou une mauvaise stabilité de l'appareil, " dit Xiao-Ke LiU, chercheur à la Division de l'électronique biomoléculaire et organique. Lui et Feng Gao sont les principaux auteurs de l'article.

De nombreux groupes de recherche ont travaillé sur ce dilemme, sans succès particulier. Maintenant, chercheurs de LiU, travailler avec des collègues en Grande-Bretagne, la Chine et la République tchèque, ont trouvé une voie à suivre. Ils ont utilisé une pérovskite composée de plomb, l'iode et une substance organique, formamidinium. Ils ont ensuite intégré la pérovskite dans une matrice de molécules organiques pour former un film mince composite.

"Cette molécule avec deux groupes aminés à ses extrémités aide les autres substances à former une structure cristalline de haute qualité caractéristique des pérovskites, et rend le cristal stable, " dit Heyong Wang, doctorant dans la division d'électronique biomoléculaire et organique.

Le nouveau film mince composite a permis au groupe de recherche de développer des LED avec un rendement de 17,3 % avec une longue demi-vie, environ 100 heures.

Pérovskites qui contiennent du plomb et un halogène, dans ce cas l'iode, ont les meilleures propriétés d'émission de lumière.

"Nous aimerions beaucoup nous débarrasser de l'avance. Jusqu'à présent, nous n'avons pas trouvé de bon moyen de le faire, mais nous y travaillons dur, dit Feng Gao.

Les prochaines étapes consistent à tester de nouvelles combinaisons de différentes pérovskites et molécules organiques et à comprendre en détail comment se déroulent les processus de nucléation et de cristallisation. Différentes pérovskites donnent de la lumière à différentes longueurs d'onde, ce qui est une exigence pour l'objectif à long terme d'obtenir des LED à lumière blanche.