La perovskita, un material prometedor en el campo de la ciencia de materiales, está generando un gran interés debido a sus múltiples aplicaciones en tecnologías como células solares y diodos emisores de luz (LEDs). Este material destaca por su alta eficiencia luminosa y bajo costo. Sin embargo, uno de los principales retos ha sido la recombinación efectiva de electrones y huecos, lo que limita la emisión de luz en las perovskitas tradicionales. Por esta razón, se han estado explorando métodos para mejorar la eficiencia luminosa, convirtiéndose en una prioridad de investigación en este ámbito.
Un enfoque innovador en perovskitas
Un reciente estudio liderado por el equipo del Profesor Xiao Zhengguo en la Universidad de Ciencia y Tecnología de China propone una estrategia novedosa. Esta se basa en la creación de cristales de perovskita inorgánica de grano grande, utilizando un método de confinamiento espacial débil. Este enfoque permite la preparación de películas de perovskita que no solo son más grandes en su estructura cristalina, sino que también ofrecen una mejor resistencia a altas temperaturas.
Gracias a esta técnica, se logró aumentar el brillo de los LEDs de perovskita (PeLEDs) a más de 1.16 millones de nits y extender su vida útil a más de 180,000 horas. Este avance es significativo, ya que los estándares actuales para LEDs comerciales suelen alcanzar solo algunos miles de nits en brillo máximo.
El proceso de desarrollo de la película de perovskita
Para llegar a estos resultados, los investigadores implementaron un proceso de adición de compuestos específicos como el ácido hipofosforoso y el cloruro de amonio al material de perovskita. Posteriormente, llevaron a cabo un proceso de recocido a alta temperatura que resultó en una nueva película delgada de perovskita con granos cristalinos más grandes y menos defectos.
Este proceso de recocido es crucial porque suprime la recombinación no radiativa, que es cuando la energía se pierde sin generar luz, y reduce significativamente la migración iónica. Además, esta nueva película evita los problemas de defectos asociados con los cristales pequeños que se generan en los métodos tradicionales, lo que mejora considerablemente la estabilidad y el brillo de los LEDs.
Resultados y aplicaciones futuras
Los nuevos PeLEDs presentan una eficiencia luminosa que supera el 22%, alcanzando niveles comparables a los de los productos comerciales actuales. Esta mejora en la eficiencia y la estabilidad no solo representa un avance técnico, sino que también abre la puerta a aplicaciones en pantallas de alta gama y en iluminación de ultra alta luminosidad.
La investigación sugiere que estos nuevos diodos pueden funcionar de manera efectiva durante más de 180,000 horas a un brillo normal de 100 nits, cumpliendo con los estándares de los productos LED comerciales. Esto marca un hito en la búsqueda de soluciones más efectivas y duraderas en el ámbito de la iluminación y las pantallas.
Perspectivas en el desarrollo de tecnología LED
La estrategia innovadora presentada en este estudio no solo resuelve problemas técnicos existentes en la eficiencia y estabilidad de los PeLEDs, sino que también tiene un enorme potencial para su aplicación en diversas áreas. A medida que la tecnología avanza, estas innovaciones en perovskitas podrían transformar la forma en que interactuamos con la luz y las pantallas en nuestra vida diaria.
