Diodos emisores de luz de perovskita ultrabrillantes, eficientes y estables

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Nanotecnología
• Optoelectrónica y sus derivados

Sus antecedentes:

• Las perovskitas de halogenuros metálicos exhiben excelentes propiedades de emisión de luz, lo que las hace prometedoras para las pantallas de próxima generación.
• Los diodos emisores de luz de perovskita (PeLED) existentes se enfrentan a limitaciones para lograr simultáneamente una alta luminancia, eficiencia y vida útil debido a las compensaciones inherentes al material.
• Los desafíos incluyen el equilibrio del transporte de carga y el confinamiento del portador tanto en estructuras de perovskita policristalinas como nanocristalinas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un PeLED ultrabrillante, altamente eficiente y estable superando las limitaciones de los materiales actuales de perovskita.
• Diseñar nanocristales de perovskita de núcleo y cáscara con propiedades mejoradas para mejorar el rendimiento del dispositivo.
• Demostrar un método escalable para producir PeLED de alto rendimiento.

Principales métodos:

• Se empleó una simple reacción in situ utilizando ácido bencilfosfónico (BPA) como aditivo con películas tridimensionales (3D) de perovskita policristalina.
• El aditivo BPA facilitó la división in situ de los grandes cristales 3D en aproximadamente 10 nm de nanocristales.
• El BPA formó una cáscara de pasivación alrededor de los nanocristales, mejorando el confinamiento del portador y reduciendo la densidad de la trampa mientras se conserva el transporte de carga.

Principales resultados:

• Los PeLED desarrollados demostraron un brillo máximo de aproximadamente 470.000 cd/m2.
• La eficiencia cuántica externa excepcional alcanzó el 28,9% (promedio de 25,2 ± 1,6% en 40 dispositivos) y una eficiencia de corriente de 151 cd/A.
• Los dispositivos mostraron una vida media de 520 horas a 1000 cd/m2, con una vida útil estimada de más de 30.000 horas a 100 cd/m2.

Conclusiones:

• La estrategia de nanocristales de perovskita de núcleo / cáscara aborda efectivamente las compensaciones en el transporte y el confinamiento de cargas, lo que lleva a un rendimiento PeLED sin precedentes.
• La formación in situ de nanocristales pasivados con BPA ofrece una ruta escalable y eficiente para los PeLED de alto rendimiento.
• Estos hallazgos indican un paso significativo hacia la comercialización de los PeLED en la industria de las pantallas.