L'illustration schématique de la procédure globale et des propriétés optiques des nanocristaux de pérovskite à anion échangé. Crédit :UNIST
Un matériau optique de nouvelle génération à base de nanoparticules de pérovskite permet d'obtenir des couleurs vives même sur de très grands écrans. En raison de leur grande pureté de couleur et de leurs faibles coûts, il a également gagné beaucoup d'intérêts dans l'industrie. Une étude récente incluant des chercheurs de l'UNIST a introduit une technique simple pour extraire les trois couleurs primaires (rouge, bleu, vert) de ce matériau.
Cette percée a été dirigée par le professeur Jin Young Kim de l'École d'ingénierie énergétique et chimique de l'UNIST. Dans l'étude, l'équipe de recherche a introduit une technique simple qui contrôle librement les spectres d'émission de lumière en ajustant les halogénures d'anions dans les matériaux pérovskites. La clé est d'ajuster les halogénures d'anions en les dissolvant dans des solvants pour obtenir du rouge, feux bleus et verts. L'application de cette technique aux LED peut aboutir à une qualité d'image cristalline.
La pérovskite est un matériau semi-conducteur avec une structure spéciale contenant des éléments métalliques et halogènes. Il est considéré comme un candidat de cellule solaire de nouvelle génération car il présente une efficacité photoélectrique élevée pour convertir la lumière du soleil en électricité. Ce matériau attire également l'attention en tant que dispositif électroluminescent en raison de son efficacité lumineuse élevée. Les nanoparticules de pérovskite émettent des couleurs différentes selon l'élément halogène interne. Il émet du rouge lorsqu'il est riche en iode, vert quand il est riche en brome, et bleu quand il est riche en chlore.
Cependant, la pérovskite est très sensible, rendant difficile le changement d'éléments de manière stable. Maintenant, Le professeur Kim a développé une technique simple pour remplacer certains éléments via un processus de solution. Le procédé consiste à induire une substitution d'éléments à l'aide de solvants non polaires et d'additifs chimiques. "Dans l'étude, nous avons ajouté un solvant apolaire contenant de l'iode (I), brome (Br) et chlore (Cl) à une solution de nanoparticules de pérovskite, " déclare Yung Jin Yoon dans le programme combiné MS/Ph.D d'ingénierie énergétique, le premier auteur de l'étude. « Une fois la réaction déclenchée, les éléments mélangés au sein du solvant non polaire échangent sa place avec des éléments en pérovskite d'origine, ce qui provoque des changements de luminescence.
L'additif chimique ajouté sert à séparer l'élément halogène présent dans le solvant non polaire. Par conséquent, la quantité d'élément halogène dans la solution augmente, et au fil du temps, il est remplacé par un élément halogène dans la pérovskite classique. La couleur d'émission est déterminée par le nombre d'éléments dans la pérovskite. Les chercheurs ont également fabriqué des LED avec du rouge, couleurs bleues et vertes en utilisant des nanoparticules de pérovskite produites avec cette technologie.
Crédit :Institut national des sciences et de la technologie d'Ulsan
Kim Ki-Hwan, professeur-chercheur au Département de génie énergétique et chimique, mentionné, « Il est stable par rapport à la technologie existante pour modifier l'élément dans la pérovskite solide. Il pourrait être appliqué de diverses manières pour modifier la composition de l'élément dans le matériau pérovskite. »
"Avec notre méthode simple, nous avons obtenu une luminescence couvrant tout le spectre visible de 400 à 700 nm, " dit le professeur Kim. " De plus, Des dispositifs LED RVB saturés et vifs ont été fabriqués avec succès à l'aide de nanocristaux à échange d'anions."
