태양 전지에서는 Perovskites라는 재료가 저렴하고 쉽게 만들 수 있습니다. 광자를 전기로 전환하는 데 능숙합니다. 이제 Perovskites는 테이블을 돌리고 전자를 핸드폰 및 평면 스크린 TV에서 발견되는 상업적 유기 광 방사 다이오드 (LED)의 효율과 비슷한 효율로 전자를 빛으로 변환하고 있습니다. 그리고 언젠가 어떻게 활용 될 수 있는지를 엿볼 때, 연구자들은 지난주 과학 발전에서 에 보도했다. 그들은 3D 프린터를 사용하여 풀 컬러 디스플레이에 사용하기 위해 페 로브 스카이트를 패턴했습니다.
영국의 케임브리지 대학교 (Cambridge University of Cambridge)의 물리학자인 리차드 프렌드 (Richard Friend)는 2014 년에 최초의 페 로브 스카이 트 주도를 창출 한 영국의 물리학자인 리차드 프렌드 (Richard Friend)는“이것은 환상적인 결과이며 상당히 영감을 준다. 그러나 친구는 새로운 페 로브 스카이드 디스플레이가 아직 상업적으로 실행 가능하지 않다고 경고합니다.
유기농 버전을 포함하여 현재 반도체 LED의 재료는 진공 챔버의 고온에서 가공하여 생성 된 반도체가 깨끗한지 확인해야합니다. 대조적으로, Perovskites는 실온에서 용액에 화학 성분을 혼합하여 간단하게 준비 할 수 있습니다. 이를 결정화하려면 간단한 열처리 만 필요합니다. 그리고 페 로브 스카이 트 크리스털은 결점으로 끝나지만, 이러한 결함은 일반적으로 재료의 빛을 방출하는 능력을 파괴하지 않습니다.
.대부분의 페 로브 스카이 트 LED에서, 광 방출 재료를 샌드위치하는 전극은 전하를 전하합니다. 요금이 샌드위치의 중앙에서 만나면 전자는 공석을 채우고 빛의 광자로 약간의 에너지를 포기합니다.
광자의 색상은 페 로브 스카이 트의 화학 성분에 따라 달라 지므로 연구자들은 페 로브 스카이 트의 레시피를 변경하여 색상을 조정할 수 있습니다. 케임브리지 그룹 최초의 페 로브 스카이 트 LED는 메이크업에 따라 근적외선, 빨간색 또는 녹색으로 빛났다. 그 이후로 팀과 다른 그룹은 전체 스펙트럼의 색상을 만들었습니다.
가장 초기의 페 로브 스카이 트 LED는 전자의 0.76% 만 광자로 변환했습니다. 재료를 통과하는 전하가 재료를 구성하는 무수한 결정 사이의 경계에 갇히기 때문입니다. 그러나 많은 팀이 그 장애물을 극복했습니다. 작년 말 자연 광자 예를 들어, Friend 's Group은 표면 결함 주위의 충전을 도와주는 광 방출 폴리머 층을 추가함으로써 20.1%의 효율로 적색 페르 로브 스카이 트 LED를 만들었다 고보고했다.
캐나다 토론토 대학교에서 화학자 에드워드 사르 젠트 (Edward Sargent)가 이끄는 한 팀은 작년에 다른 접근 방식을 취했으며 페 로브 스카이 트 크리스탈 라이트 주위에 결정적인 껍질을 형성하는 첨가제로 페 로브 스카이 트 레시피를 스파이크했습니다. 쉘은 트래핑 하전으로부터 결함을 차단하여 20.3%의 효율로 녹색 페 로브 스카이 트의 LED를 초래했다고 팀은 Nature 에 보도했다. . 그것은 많은 무기 LED의 효율성보다 훨씬 낮지 만 일부 응용 분야에 충분할 것입니다.
스웨덴의 Linköping University의 물리학자인 Feng Gao가 이끄는 연구원들은 3 월 25 일 자연 Photonics 에서 온라인으로보고했습니다. 그들은 결함 문제를 해결하기위한 또 다른 방법을 개발했다. 그들은 페 로브 스카이 트 결정의 가장자리에서 납 이온의 경향을 표적으로하여 통과 전자를 포획했다. 납에 묶인 첨가제로, 그들은 전자에 대한 이온의 기아를 줄이고 21.6%의 효율을 갖는 근적외선 LED를 만들었습니다.
Friend는 지난 5 년간의 개선 속도는 "매우 예외적"이라고 말했다. 그럼에도 불구하고, 페 로브 스카이 트 장치는 상업용 사용에 필요한 10,000 시간보다 훨씬 낮은 약 50 시간 이상 생존하지 못했습니다. Gao는 수십 시간이 지나면 페 로브 스카이 트 크리스털이 무너지는 이유는 분명하지 않다고 말했다. 그러나 짧은 생애 시간도 초기 유기농 LED를 괴롭 혔습니다. 페 로브 스카이 트 태양 전지 - 제작자들은 장치를 공기 및 습도로부터 보호함으로써 유사한 장수 문제를 크게 해결했습니다. Gao는“저는이 영역이 빠르게 발전 할 수 있으며 페 로브 스카이트 LED가 향상 될 수 있습니다.
그들이 그렇게한다면, 하버드 대학교의 재료 과학자 인 제니퍼 루이스 (Jennifer Lewis)가 이끄는 연구원들의 최신 연구는 디스플레이를 건설하기위한 새로운 전략을 가리킬 수 있습니다. Lewis와 그녀의 동료들은 3D 프린터를 사용하여 다색 디스플레이에 작고 와이어 모양의 페 로브 스카이 트 구조를 배열했습니다. 루이스는 나노 와이어를 운반하는 "잉크"가 프린터 노즐을 통과함에 따라 전단력이 그것들을 정렬했다. 나노 와이어의 공통 방향은 각각의 LED로부터 단일 선호 진동 또는 편광을 제공했다.
프로토 타입 디스플레이의 경우 Lewis의 팀은 각각 전극으로 연결되지 않았습니다. 대신, 연구원들은 전체 디스플레이를 자외선 (UV) 빛에 노출시켰다. 적용된 전압과 마찬가지로, UV 라이트는 전자를 정상 상태에서 쫓아내어 움직일 수 있습니다. 그런 다음 공석으로 재결합하고 가시 빛을 방출 할 수 있습니다. 그러나 방출 된 빛이 편광 되었기 때문에 Lewis와 그녀의 동료들은 편광 필터를 사용하여 그것을 제어 할 수있었습니다.
한 예에서, 연구자들은 세 가지 다른 페 로브 스카이 트 제형을 사용하여 각 픽셀에 빨간색, 녹색 및 푸른 반점이 나란히 포함 된 디스플레이를 만들었고, 각 지점에서 나노 와이어의 방향이 60 ° x. 편광 필터를 회전시켜 연구원들은 색상을 혼합하거나 단일 색상을 분리 할 수 있습니다.
Sargent는 페 로브 스카이 트 LED에 많은 장애물이 남아 있다고 말했다. 그러나 그는 다음과 같이 덧붙입니다. "이 작업은 미래에 10 년 동안 앞으로 나아가고 우리가 할 수있는 멋진 일을 보여줍니다."
