Ученые добились рекордной эффективности перовскитных светодиодов
Ученые из лаборатории Университета Линчёпинга изготовили из перовскита светодиоды ближнего инфракрасного диапазона с внешней квантовой эффективностью 21,6%.
Это – рекордный показатель для подобных структур, сообщает sciencedaily.com. Результаты исследования описаны в журнале Nature Photonics. Работой руководил Фэн Гао, тесно сотрудничавший с коллегами из Китая, Италии, Сингапура и Швейцарии.
Ученые интересуются перовскитом последние 10 лет. Изначально использовавшийся для солнечных батарей, кристаллический материал стал сырьем и для светодиодов. До этого момента внешняя квантовая эффективность последних, отношение излучаемого света к поступающему, ограничивалась дефектами, возникающими при производстве. Они действуют как ловушки для переносчиков заряда, вызывая потери энергии.
Одно из решений – добавление пассивирующих (создающих защитную пленку) молекул, связывающихся с провоцирующими дефекты атомами. Ранее ученые открыли структуру с аминогруппами на концах, заметно улучшающую свойства материала. Однако, когда они выбрали молекулу, также содержащую атомы кислорода, эффект оказался еще сильнее.
«Мы поняли, что именно водородные связи между пассивирующими молекулами и перовскитом вызывают проблемы. Это позволило выбрать идеальную добавку», — сказал Фэн.
Найденный продукт имеет 2 аминогруппы на концах, между которыми, на подходящих расстояниях, находятся атомы кислорода. Они снижают способность внешних элементов к водородному связыванию, повышая вероятность взаимодействия с дефектами. Количество ловушек для носителей заряда в перовските заметно снизилась, увеличив эффективность излучения света.
«В данном случае мы получили мощные светодиоды ближнего ИК-диапазона. Устройства полезны для медицинских и телекоммуникационных систем. Мы уверены, что результаты также можно будет использовать для улучшения светодиодов других цветов», — сказал Фэн.
Внешняя квантовая эффективность устройства достигла рекордных 21,6%.
«Мы создали лучшие на сегодняшний день перовскитные светодиоды. Они могут конкурировать с аналогами, сделанными, например, из органических материалов», — подытожил Видонг Сюй, один из авторов.
