LEDs de perovskita en tándem de alto rendimiento mediante el reciclaje de fotones entre capas | JoVE Visualize

Área de la Ciencia:

Ciencias de los materiales
Optoelectrónica y sus derivados
Física del estado sólido

Sus antecedentes:

Los diodos emisores de luz en tándem (LED) ofrecen una mayor eficiencia y vida útil al apilar varias unidades emisoras de luz en serie.
Los materiales de perovskita son prometedores para LEDs en tándem debido a su pequeño desplazamiento de Stokes, que permite el reciclaje de fotones y la extracción de luz mejorada.
Un desafío clave es crear estructuras en tándem que combinen efectivamente la luminancia de las unidades individuales de perovskita.

Objetivo del estudio:

Demostrar LEDs de perovskita en tándem eficientes y estables utilizando unidades emisoras de luz procesadas en solución.
Investigar la mejora de la luminancia y el reciclaje de fotones en estructuras de perovskita apiladas.
Lograr métricas de alto rendimiento, incluido un bajo voltaje de encendido, una alta eficiencia cuántica externa (EQE) y una mayor estabilidad operativa.

Principales métodos:

Fabricación de LEDs de perovskita en tándem mediante el apilamiento vertical de dos unidades emisoras de luz de perovskita procesadas en solución.
Caracterización del rendimiento del dispositivo, incluido el voltaje de encendido, la eficiencia cuántica externa máxima (EQE), la EQE media máxima y la vida media operativa.
Análisis de la combinación de luminancia y los efectos de reciclaje de fotones entre las capas individuales de perovskita.

Principales resultados:

LEDs de perovskita en tándem con un voltaje de encendido bajo de 3,2 V.
Demostró un alto pico de eficiencia cuántica externa (EQE) del 45,5%, superando la suma de las unidades individuales en un 20%.
Se obtiene un EQE pico promedio del 40,9% y una vida media de 64 horas a una radiación de 70 W sr-1 m-2.

Conclusiones:

La estructura en tándem desarrollada combina y mejora efectivamente la luminancia de las unidades emisoras de luz de perovskita individuales.
El reciclaje significativo de fotones entre las capas de perovskita contribuye al rendimiento mejorado del dispositivo.
Estos hallazgos representan un avance significativo en la tecnología LED de perovskita multicolor de alto rendimiento.