L'équipe de recherche du professeur Cui Linsong de l'Université des sciences et technologies de Chine (USTC), en coopération avec l'équipe du professeur Samuel D. Stranks de l'Université de Cambridge, a conçu une nouvelle stratégie pour améliorer les performances des diodes électroluminescentes bleues ( LED) à base de matériaux pérovskites. Leurs travaux ont été publiés dans Nature Photonics .
Les LED pérovskites sont apparues comme une technologie prometteuse de nouvelle génération pour l’éclairage et les écrans en raison de leurs propriétés luminescentes supérieures et de leur rentabilité. Bien que des progrès significatifs aient été réalisés dans le domaine des LED à pérovskite verte, rouge et proche infrarouge, le développement des LED à pérovskite bleue a pris du retard, posant un goulot d'étranglement majeur dans ce domaine.
Pour relever ce défi, l’équipe de recherche a conçu un additif ionique multifonctionnel, le chlorure de bis(triphénylphosphine)iminium (PPNCl), doté de plusieurs formes de résonance chargées et d’un état électronique dynamique. Ce composé permet un contrôle précis de la composition et de la distribution des phases pérovskites, supprimant efficacement les canaux de recombinaison non radiatifs et la migration des ions, améliorant ainsi considérablement l'efficacité et la stabilité des LED pérovskites bleues.
Le PPNCl interagit avec les composants de la pérovskite via des liaisons hydrogène, influençant le processus de cristallisation et favorisant la transition vers des phases de haute dimension avec une efficacité de luminescence améliorée.
Des études de spectroscopie d'absorption transitoire (TA) ont en outre révélé que le PPNCl accélère les processus de transfert d'énergie des phases de basse dimension vers les phases de haute dimension, supprimant le transfert d'énergie incomplet et la perte d'énergie due à la recombinaison non radiative dans les phases de basse dimension.
De plus, les molécules PPNCl se coordonnent avec les composants pérovskites et présentent des interactions électrostatiques, passivent efficacement les défauts des films pérovskites et inhibent la migration des ions halogénures, conduisant à une amélioration significative de l'efficacité de la luminescence et de la stabilité spectrale des films pérovskites.
Grâce au contrôle efficace exercé par PPNCl sur la distribution de phase pérovskite, les états de défauts et la migration des ions, des LED pérovskites bleues stables et à haut rendement ont été obtenues. Ces dispositifs présentent un rendement quantique externe (EQE) maximal de 21,4 % (pic d'émission à 483 nm), ce qui représente le rendement le plus élevé atteint à ce jour dans les LED à pérovskite bleue. De plus, la stabilité des appareils a été améliorée de près de 30 fois.
Cette réalisation innovante ouvre la voie à de nouvelles avancées dans les performances des LED à pérovskite bleue, signalant des progrès remarquables dans la technologie des LED à pérovskite.
Plus d'informations : Shuai Yuan et al, Électroluminescence bleue efficace à partir de pérovskites de dimension réduite, Nature Photonics (2024). DOI :10.1038/s41566-024-01382-6
Informations sur le journal : Photonique naturelle
Fourni par l'Université des sciences et technologies de Chine
