Szappanmolekula stabilizálhatja az új típusú, perovszkitból gyártott LED-eket

A Qubit a szabad és tájékozott magyar nyilvánosságért dolgozik. Segítsd a munkánkat!

Egy kínai kutatócsoportnak sikerült egy, a mosószerekben használatos molekula hozzáadásával stabilizálni a perovszkit alapanyagú LED-eket (fénykibocsátó diódákat). A világító diódák új generációja egyszerűbben és kevesebb energiával állítható elő, mint a hagyományos, szilíciumalapú LED-ek. Ráadásul képernyőkben való felhasználásukkal nagyobb színgazdagság érhető el.

Bingbing Guonak, a kínai Zhejiangi Egyetem kutatójának és csapatának sikerült stabilizálnia a perovszkitból előállított LED-eket, vagyis világító diódákat, amelyek így a hagyományosnak számító szilíciumalapúakhoz hasonlóan használhatók fel fénykibocsátásra. A már lefolytatott, illetve folyamatban lévő tesztek alapján az élettartamuk közel azonos a jelenleg használt diódákéval, az áramsűrűség függvényében 11 ezer és 32 ezer órára (közel négy évre) tehető. 

Ígéretes a napelemek és a képernyők számára is

A perovszkit használata nemcsak a képernyők gyártása szempontjából lehet előnyös; stabilizálásával olcsóbb és hatékonyabb napelemek is fejleszthetők. A perovszkit olyan anyag, amelynek kristályszerkezete megegyezik a kálcium-titán-oxid ásványéval, az első felfedezett perovszkitmolekuláéval. A szerkezet azonban rengeteg lehetőséget rejt magában: a molekulában található kétféle kationt és az azokhoz kapcsolódó aniont úgy választhatják meg a fejlesztők, hogy különféle optikai, fizikai és elektromos jellemzőkkel ruházzák fel az anyagot. Ezért is használják elterjedten ultrahangkészülékekben, chipekben, napelemekben, és Gou-ék kutatása nyomán lehet, hogy a jövőben a LED-kijelzők is ebből készülnek majd.

A szappan lehet a stabilitás kulcsa

A kínai kutatócsoport a perovszkitból készült LED-ek stabilizálására keresett megoldást, mivel korábban ezek a diódák mindössze néhány száz órát működtek hatékonyan. Az első eredményeik viszont azt mutatják, hogy az infravörösközeli tartományban sugárzó LED-ek képesek felvenni a versenyt a szilícium diódákkal. A stabilitás kulcsa nem más, mint a szulfobetain 10 (SFB10) molekula, ami egyébként a mosószerekben használt adalékanyag. 

Az SFB10 megakadályozza a kristályszerkezetben az ionvándorlást, ami egyébként a perovszkitre jellemző lenne a fénykibocsátás mellett. Ez az ionmozgás vezet azokhoz a szerkezeti változásokhoz, amelyek miatt a kristályszerkezet instabillá válik vagy szerves vegyületekre bomlik. 

Az első kísérleteket infravörös tartományban sugárzó diódákkal végezték, de a kutatócsoport egyik tagja, Dawei Di a New Scientistnek elmondta, hogy folytatják a kísérletezést a látható színtartományban sugárzó LED-ekkel, amelyektől hasonló tartósságot várnak. 

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: