Создан перовскитный светодиод с рекордно долгим сроком эксплуатации

Российские ученые вместе с китайскими коллегами создали новую архитектуру перовскитных светодиодов с красным излучением. Разработка минимизирует потери оптической энергии, повысит эффективность и значительно увеличит срок службы светодиодов, что позволит производить экономичные и высокопроизводительные осветительные и электронные приборы.

Потери оптической энергии обычно возникают в перовскитных светодиодах с плоской структурой межслойных интерфейсов. Это связано с отражением и частичным поглощением функциональными слоями светодиода квантов света — фотонов.

«Наш исследовательский коллектив решил проблему, модифицировав органический перовскитный излучатель PeLED и его световыводящие наноструктуры. Так, поверхность светодиода была усложнена определенным порядком многочисленных „узоров“ — „полусфер“ высотой несколько нанометров. Это привело к существенному улучшению светоотдачи и, как следствие, к значительному уменьшению повторного поглощения фотонов», — рассказал доцент кафедры электрофизики УрФУ, участник исследований и соавтор статьи Иван Жидков.

При повышении светоотдачи можно снизить напряжение электрического тока. Соответственно, уменьшается и джоулев нагрев — тепловыделение внутри светодиодного устройства, которое вызывается электрическим током.

В обычном плоском светодиоде уже через 20 секунд температура поверхности повышалась до 32°C, а через 50 секунд — до 35°C. В светодиоде с новой архитектурой за 100 секунд температура достигала 30°C и далее не повышалась. В свою очередь, снижение температуры предотвращает термическую деградацию светодиода и продлевает срок его службы.

Экспериментально установлено, что соотношение вложенной и вышедшей энергии светодиода с узорчатой поверхностью в два раза выше, чем у светодиода с плоской поверхностью. При одинаковом напряжении тока новый светодиод светит почти в 2,5 раза ярче, а длительность периода его продуктивной работы в 1,75 раза больше.

В исследованиях участвовали представители Университета Сучжоу, Китайской академии наук, Восточно-Китайского педагогического университета (Шанхай) и Уральского федерального университета. Подробная статья опубликована в журнале Advanced Functional Materials.

• #Физика