Chercheurs de l'Université de Linköping, Suède, ont développé des diodes électroluminescentes bleues efficaces à base de pérovskites aux halogénures. Crédit :Thor Balkhed
Chercheurs de l'Université de Linköping, Suède, ont développé des diodes électroluminescentes bleues efficaces à base de pérovskites aux halogénures. "Nous sommes très enthousiastes à propos de cette percée, " dit Feng Gao, professeur à l'université de Linköping. Les nouvelles LED pourraient ouvrir la voie à un éclairage bon marché et économe en énergie.
L'éclairage est responsable d'environ 20% de la consommation mondiale d'électricité, un chiffre qui pourrait être réduit à 5% si toutes les sources lumineuses étaient constituées de diodes électroluminescentes (LED). Les LED bleu-blanc actuellement utilisées, cependant, nécessitent des méthodes de fabrication compliquées et sont coûteuses, ce qui rend plus difficile la réalisation d'une transition globale.
Les LED fabriquées à partir de pérovskites aux halogénures pourraient être une alternative moins chère et plus écologique pour les moniteurs à éclairage et à LED. Les pérovskites sont une famille de matériaux semi-conducteurs définis par leur structure cristalline cubique. Ils ont de bonnes propriétés d'émission de lumière et sont faciles à fabriquer. En utilisant des éléments du groupe des halogènes, c'est-à-dire le fluor, chlore, brome et iode, Les pérovskites peuvent avoir des propriétés qui dépendent de la composition chimique du cristal.
Des LED pour la lumière verte et rouge ont déjà été créées avec des pérovskites, mais une seule couleur, bleu, a fait défaut jusqu'à présent, rendant impossible l'obtention d'une lumière blanche.
« La lumière bleue est la clé pour amener les pérovskites électroluminescentes à des applications pratiques. Notre percée la plus récente est une étape sur la voie, " dit Feng Gao, professeur au Département de physique, Chimie et biologie à l'Université de Linköping.
Weidong Xu, post-doctorant au Département de Physique, Chimie et Biologie à l'Université de Linköping, La Suède fait partie du groupe de recherche qui a développé des diodes électroluminescentes bleues efficaces à base de pérovskites aux halogénures Crédit :Thor Balkhed
Le groupe de recherche de Feng Gao, en collaboration avec des collègues de Lund, Grande Bretagne, Allemagne, la Chine et le Danemark, a réussi à créer des pérovskites aux halogénures qui donnent une émission stable dans la gamme de longueurs d'onde 451-490 nanomètres, correspondant aux couleurs bleu profond à bleu ciel. Max Karlsson est doctorant à l'Université de Linköping et co-auteur de l'article désormais publié dans Communication Nature . Il dit:
"Les pérovskites aux halogénures métalliques sont facilement réglables en couleur sur tout le spectre visible par simple alliage. Malheureusement, et une LED bleue devient verte pendant le fonctionnement. Nous avons trouvé une méthode qui peut empêcher ce changement de couleur en contrôlant la dynamique de cristallisation du film lors de la création de la pérovskite. Ces découvertes ouvrent la voie à des alliages de pérovskite stables, non seulement pour les LED mais aussi pour les cellules solaires."
Le défi de créer de la lumière bleue dans les pérovskites est qu'elle nécessite une composition chimique avec une grande fraction de chlorure, ce qui rend la pérovskite instable. Des LED bleues à base de pérovskite ont déjà été créées en utilisant ce que l'on appelle la "technique de confinement quantique, " ce qui donne des LED de faible intensité avec un faible rendement. Cependant, des pérovskites stables avec la quantité souhaitée de chlorure peuvent être créées à l'aide de la "technique de cristallisation assistée par vapeur". Par ailleurs, les chercheurs de l'université de Linköping ont atteint une efficacité énergétique allant jusqu'à 11% pour les LED bleues à base de pérovskite.
"Nous avons montré que les diodes électroluminescentes bleues à base de pérovskites aux halogénures peuvent être à la fois efficaces et stables sur un large spectre, sans utiliser le confinement quantique. Nous avons réussi à créer l'une des LED à base de pérovskite bleue les plus efficaces connues à ce jour, " dit Weidong Xu, post-doctorat à l'Université de Linköping.
Diodes électroluminescentes bleues à base de pérovskites aux halogénures. Crédit :Thor Balkhed
La science des pérovskites est un domaine de recherche relativement nouveau qui a suscité un intérêt international majeur, car il offre un grand potentiel pour développer des matériaux bon marché et efficaces. Feng Gao, cependant, s'empresse de souligner que le travail qu'ils ont fait est de la recherche fondamentale, et les applications sont encore loin à l'avenir.
« Les LED pérovskites sont une technologie jeune et ont encore du chemin à parcourir avant de voir le jour. Actuellement, la courte durée de vie et les faibles performances des LED bleues sont les principaux obstacles pour les diodes électroluminescentes à pérovskite avant qu'elles ne puissent commencer à concurrencer les technologies existantes telles que les diodes électroluminescentes à base de semi-conducteurs organiques et inorganiques. Nous continuerons à travailler là-dessus pour rendre les PeLED comparables aux autres technologies, " dit Feng Gao.
