Jak można się domyślić, taka sztuka im się udała. Istotną rolę w tym zakresie odegrała spektroskopia EETA, czyli narzędzie zaprojektowane tak, aby analizować dynamikę nośników w czasie rzeczywistym. W ostatecznym rozrachunku członkowie zespołu badawczego pochwalili się wydajnością perowskitowych diod LED na poziomie 24,2%, co stanowi najlepszy wynik na świecie.
Czytaj też: Militarna technologia Chin wykrywa to, czego nie widać. Cenowa deklasacja USA na horyzoncie
Takie elektroluminescencyjne urządzenia w kolorze czystej czerwieni są wolne od dotychczasowych problemów, które w dużym stopniu ograniczały wydajność. W nowym wydaniu sięga ona 24,2%, podczas gdy maksymalna jasność osiągnęła 24 600 kandeli na metr kwadratowy.
Osiągnięte postępy będą bardzo istotne choćby dla rozwoju wyświetlaczy na miarę XXI wieku i energooszczędnych technologii oświetleniowych. Dotychczasowym problemem, który uniemożliwiał realizację tego scenariusza, było zjawisko określane mianem wycieku nośników występujące w wielu materiałach perowskitowych 3D o mieszanych halogenkach.
Perowskitowe diody LED opracowane przez chińskich naukowców osiągnęły rekordową wydajność dzięki zastosowaniu nowatorskiego podejścia do diagnostyki tych urządzeń
W praktyce ten fenomen oznaczał ucieczkę ładunków elektrycznych jeszcze przed przekształceniem w światło. I nawet kiedy pojawiali się kandydaci zapewniający zadowalający transport ładunku, to ich wydajność okazywała się spadać przy wysokim natężeniu prądu. Naukowcy dążyli więc do znalezienia złotego środka, dzięki czemu mogliby pogodzić obie te kwestie.
Kluczem do sukcesu okazało się specjalistyczne narzędzie diagnostyczne, czyli spektroskopia EETA. Przy jego udziale byli w stanie prowadzić analizy dynamiki nośników w czasie rzeczywistym w działających urządzeniach, dzięki czemu zidentyfikowali przyczynę wycieku nośników. Sprawcą całego zamieszania okazał się wyciek dziury do warstwy transportu elektronów, co wcześniej nie było czynnikiem znanym nauce.
Czytaj też: Perowskitowe ogniwo słoneczne, które zachowuje się jak niezniszczalne. Ta konstrukcja ma świetną wydajność
Dążąc do rozwiązania opisywanego problemu, członkowie zespołu badawczego zaprojektowali trójwymiarową heterostrukturę wewnątrz emitera perowskitu. Jej rolą jest osadzanie wąskopasmowych obszarów emitujących światło w ciągłym szkielecie materiału, które jest oddzielone szerokimi barierami pasma ograniczającymi nośniki. Te ostatnie nie tylko zatrzymują nośniki ładunku, ale dodatkowo wymuszają na nich wydajniejszą konwersję na światło. O dokładnym przebiegu eksperymentów i wynikających z nich korzyściach możemy przeczytać na łamach Nature.