À l'aide d'une simple méthode de tamisage à solvant, des chercheurs de l'Institut de technologie et d'ingénierie des matériaux de Ningbo (NIMTE) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) ont pris les devants dans le développement de diodes électroluminescentes à pérovskite (PeLED) hautement efficaces et stables avec des performances record. .
Leur étude est publiée dans Nature Photonics .
Les pérovskites sont l'un des matériaux optoélectroniques les plus prometteurs en raison de leurs excellentes performances optoélectroniques et de leur faible coût de préparation. Par rapport aux diodes électroluminescentes organiques (OLED) traditionnelles, les PeLED ont un spectre d'émission de lumière plus étroit et une pureté de couleur supérieure, montrant ainsi un grand potentiel d'application dans l'affichage et l'éclairage.
Cependant, malgré des progrès significatifs en termes d’efficacité, la faible stabilité opérationnelle a longtemps limité l’application pratique des PeLED. En particulier, une compréhension limitée de la cause de l'instabilité des pérovskites a grandement entravé le développement et la commercialisation des PeLED.
Sur la base d'une analyse approfondie des fines nanostructures des pérovskites, les chercheurs ont identifié la faible phase n défectueuse des pérovskites comme la principale source d'instabilité des pérovskites. La faible qualité de la phase n faible, qui ne contenait qu'une ou deux couches d'ions plomb, provenait du processus de cristallisation rapide et incontrôlable.
Inspirés par le processus de séparation du sable de différentes tailles avec un tamis, les chercheurs ont proposé une méthode de tamisage à solvant pour filtrer ces phases indésirables à faible teneur en n.
Selon les chercheurs, le tamis à solvants est une combinaison de solvants polaires et non polaires. Le solvant polaire agit comme un maillage qui interagit avec les pérovskites, tandis que le solvant non polaire agit comme une structure qui n'affecte pas les pérovskites. Les chercheurs ont ajusté le rapport des solvants polaires pour éliminer efficacement les phases N défectueuses.
Les PeLED à base de pérovskites tamisées ont atteint une durée de vie de plus de 5,7 ans dans des conditions normales (luminance de 100 cd/m 2 ), plus de 30 fois plus longue que le dispositif non traité. Cette durée de vie record est également la valeur la plus élevée rapportée à ce jour pour les PeLED vertes, atteignant le seuil fondamental pour une application commerciale.
De plus, ces PeLED ont atteint un rendement quantique externe (EQE) record de 29,5 %, améliorant considérablement l'efficacité de la conversion de l'électricité en lumière.
Lorsqu'il est exposé à l'air ambiant (50 ± 10 % d'humidité), l'appareil peut conserver 75 % du rendement quantique de photoluminescence de son film et 80 % de son EQE pendant plus de 100 jours, démontrant ainsi une excellente stabilité.
Cette méthode de tamisage à solvant améliore non seulement considérablement les performances de luminescence et la stabilité des PeLED, mais ouvre également la voie au développement et à l'application futurs de pérovskites dotées de nanostructures uniques et d'excellentes performances de luminescence.
Plus d'informations : Shuo Ding et al, Résolution des dimensions de phase de diodes électroluminescentes pérovskites efficaces et stables à haute luminosité, Nature Photonics (2024). DOI :10.1038/s41566-023-01372-0
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
