Российские ученые упростили производство нового типа светодиодов

Исследователи из России и Европы создали новый тип светодиодов на базе перовскитов, которые можно дешево производить в промышленных количествах. Они помогут решить проблему деградации светодиодных дисплеев гаджетов, сообщила во вторник пресс-служба НИТУ "МИСиС" со ссылкой на статью в журнале Applied Materials & Interfaces.

"Мировой опыт сводится к послойной сборке компонентов этих светодиодов путем нанесения прекурсоров на вращающуюся стеклянную подложку. Это позволяет добиться однородности слоев, но совершенно не подходит для серийного производства. Поэтому мы были заинтересованы в поиске таких материалов, которые бы позволяли масштабировать их производство", - приводит пресс-служба слова научного сотрудника НИТУ "МИСиС" Артура Иштеева.

Перовскиты представляют собой полупроводниковые материалы с достаточно необычными свойствами и структурой. Они похожи по устройству на природный минерал перовскит, хорошо поглощающий свет и превращающий его в другие формы энергии.

Кремний и прочие полупроводники, способные поглощать свет, обычно обладают симметричной кристаллической структурой, в результате чего электроны, "выбитые" частицами света, могут течь внутри них в самые разные стороны. Перовскит же имеет сложную структуру, связанную с тем, как внутри него расположены "кубы" из атомов металлов и восьмигранники из атомов кислорода. Они особым образом взаимодействуют друг с другом, благодаря чему электроны внутри перовскитов текут только в одном направлении. Это значительно повышает КПД солнечных батарей и светодиодов на их базе.

Генераторы электричества на основе перовскитов уже производятся на промышленном уровне, однако внедрению излучателей света мешает то, что перовскитные светодиоды собираются фактически вручную.

Российские ученые и их западные коллеги выяснили, как можно решить эту проблему, впервые использовав двумерный неорганический материал - трисульфид циркония (ZrS3) - в качестве одного из ключевых компонентов перовскитных светодиодов.

Это вещество, как показали опыты Иштеева и его коллег, можно использовать в качестве слоя, который отвечает за "накачку" электронов внутрь пленки из перовскита. Переход на трисульфид циркония, по словам ученых, одновременно повышает стабильность светодиода, что продлевает ему жизнь, и при этом значительно упрощает производство подобных излучателей света.

Это связано с тем, что слои из трисульфида циркония можно наносить на перовскиты, используя уже существующие промышленные принтеры, работающие по технологии так называемой слот-матричной печати. Подобные устройства способны наносить идеально ровный слой из жидкости на другие материалы, используя своеобразный "мундштук", через который раствор, содержащий нанокристаллы ZrS3 или иные "чернила", постепенно выдавливается на движущуюся твердую поверхность.

Сейчас, как отмечает пресс-служба НИТУ "МИСиС", ученые работают над адаптацией этой технологии производства светодиодов для использования в промышленном производстве подобных излучателей. Как надеются исследователи, их подход позволит сделать светодиодные дисплеи мониторов, телевизоров и смартфонов более долговечными, избавив их от выгорающих синих органических светодиодов.

-------------------------------------------------------------------

Хотите оперативно узнавать о выходе других полезных материалов на сайте "ГИС-Профи"?
Подписывайтесь на нашу страницу в Facebook.
Ставьте отметку "Нравится", и актуальная информация о важнейших событиях в энергетике России и мира появится в Вашей личной новостной ленте в социальной сети.