En interaktion mellem perovskites og kvanteprikker kan forbedre LED- og solenergiteknologier

Forskere i Valencia har undersøgt interaktionen mellem to materialer, halogenidperovskit og kvanteprikker, afslører et enormt potentiale for udvikling af avancerede lysdioder og mere effektive solceller.

Forskere fra Universitat Jaume I (James I University, UJI) og Universitat de València (Universitetet i Valencia, UV) har kvantificeret "exciplex-tilstanden" som følge af koblingen af ​​halogenidperovskitter og kolloide kvanteprikker. Begge kendt separat for deres optoelektroniske egenskaber, når de kombineres, disse materialer giver meget længere bølgelængder, end der kan opnås med begge materialer alene, plus nemme tuning-egenskaber, der tilsammen har potentialet til at indlede vigtige ændringer inden for LED- og solcelleteknologier.

Perovskitmaterialer er solcelleindustriens stigende stjerner. De er billige at producere, enkel at fremstille og meget effektiv. De er også relativt nye på scenen og giver mulighed for mere effektive solceller. De bruges også i LED-teknologi.

Quantum dots (QDs) er en familie af halvledermaterialer med meget interessante lysemitterende egenskaber, herunder evnen til at indstille, hvilke bølgelængder lys udsendes på. De er også meget anvendelige i både LED'er og solceller.

Kombinationen af ​​de to materialer skaber en ny exciplex-tilstand, hvor lys kan udsendes ved meget længere bølgelængder, når langt ind i det infrarøde spektrum, samtidig med at den tillader kontrol over dens emissionsfarve via påført spænding. Hvert materiale – perovskitten, QD'erne og den nye exciplex-tilstand - udsender lys i en anden farve, hver af dem kan vægtes inden for den samlede lysudsendelse for at udvælge den ønskede farve.

Dette betyder, at LED'er kan designes, der udsender lys over både det synlige og infrarøde spektrum samtidigt, som har applikationer inden for telekommunikation.

Desuden, arbejder på grundlag af gensidighedsprincippet, denne nye tilstand vil potentielt føre til udviklingen af ​​solceller, der kan omdanne mere af solens lys til elektrisk energi. I øjeblikket, solceller kan kun transformere lys udsendt over et relativt smalt bølgelængde. Men hvis det er muligt at producere lys ved længere bølgelængder via en elektrisk indgang, så er det teoretisk muligt at opnå elektrisk energi ved at absorbere lys med disse længere bølgelængder, og derved øge solcellernes effektivitet.