Nanotechnologie nu - Persbericht: Nieuw ontwerp Perovskiet elektrochemische cel voor lichtemissie en lichtdetectie

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

Home > Media > Nieuw ontworpen perovskiet-elektrochemische cel voor lichtemissie en lichtdetectie

Perovskiet-silicium-geïntegreerde elektrochemische cel met dubbele functie CREDIT
OEA

Perovskiet-silicium-geïntegreerde elektrochemische cel met dubbele functie CREDIT
OAS

Abstract:
Een nieuwe publicatie van Opto-Electronic Advances, 10.29026/oea.2023.220154 bespreekt een nieuw ontwerp van een perovskiet-elektrochemische cel voor lichtemissie en lichtdetectie.

Nieuw ontwerp perovskiet elektrochemische cel voor lichtemissie en lichtdetectie

Sichuan, China | Geplaatst op 12 mei 2023

Hoewel halogenide perovskiet lichtgevende apparaten uitzonderlijke eigenschappen vertonen, zoals hoge efficiëntie, hoge kleurzuiverheid en een breed kleurengamma, lijdt hun industriële integratie over het algemeen onder de technologische complexiteit van de meerlaagse structuur van apparaten, naast tijdens het gebruik geïnduceerde verwarming en slechte stabiliteit. Halide perovskiet lichtgevende elektrochemische cellen zijn een nieuw type perovskiet opto-elektronisch apparaat dat verschilt van de perovskiet lichtgevende diodes door een eenvoudige monolaagarchitectuur. De in de papieren perovskiet lichtgevende elektrochemische cel gerapporteerd bestaat uit een siliciumsubstraat, een multifunctionele enkele samengestelde perovskietlaag (een mengsel van halogenide perovskietmicrokristallen, polymeerondersteuningsmatrix en toegevoegde mobiele ionen) en transparant enkelwandig topcontact van koolstofnanobuisfilms . Dankzij de goede thermische geleidbaarheid van silicium ondergaat het apparaat tijdens bedrijf 40% minder thermische verwarming vergeleken met conventioneel ITO/glassubstraat. Bovendien levert het apparaat, wanneer er een positieve bias wordt toegepast, een luminantie op van meer dan 7000 cd/m2 bij 523 nm (groene kleur). Wanneer er een negatieve bias op het apparaat wordt toegepast, werkt het als een fotodetector met een gevoeligheid tot 0.75 A/W (voor golflengte in blauwe of UV-gebieden), een specifieke detectiviteit van 8.56∙1011 Jones en een lineair dynamisch bereik van 48 dB. Het technologische potentieel van een dergelijk apparaat wordt bewezen door de demonstratie van een 24-pixel indicatordisplay en de succesvolle miniaturisatie van het apparaat door het creëren van elektroluminescerende beelden met de kleinste kenmerken kleiner dan 50 μm.

De lichtgevende elektrochemische cellen van perovskiet zijn een haalbaar alternatief voor de conventionele perovskietmateriaal-onderzoekslichtgevende diodes. Niet alleen impliceren perovskiet lichtgevende elektrochemische cellen een veel eenvoudiger architectuur en ontwerp met één enkele functionele laag die meerdere actieve ladingsscheidings- en transportlagen van perovskiet lichtgevende dioden vervangt, maar ook kunnen perovskiet lichtgevende elektrochemische cellen alle buitengewone eigenschappen van LED's, zoals hoge efficiëntie, hoge kleurzuiverheid en breed kleurengamma. De reden waarom lichtgevende elektrochemische cellen van perovskiet daartoe in staat zijn, is compleet anders dan het werkingsprincipe van de LED: wanneer elektrische bias op het apparaat wordt toegepast, migreren mobiele positieve en negatieve ionen binnen de perovskietlaag naar corresponderende elektroden en vormen ze dynamisch een p-i-n-structuur binnen de perovskietlaag, die effectieve recombinatie van elektron-gaten met fotonenemissie mogelijk maakt! Uitgebreid onderzoek naar verschillende back-ups van conventionele LED-technologie is een waardevolle bron voor het diversifiëren van de pool van industriële kansen.

Het gerapporteerde apparaat vertoont uitzonderlijke lichtuitstralende en lichtdetecterende (“dubbele functionaliteit”) kenmerken, naast een verbeterde duurzaamheid van de verwarming tijdens gebruik. Dit is mogelijk dankzij het gebruik van siliciumsubstraat in het ontwerp van perovskiet lichtgevende elektrochemische cellen. Siliciummateriaal is een van de springplanken van de CMOS-technologie – complementaire metaaloxide-halfgeleidertechnologie – technologie die wordt gebruikt bij de productie van alle halfgeleiderchips, beeldschermen, enz. De integratie van een dergelijk opkomend materiaal zoals perovskietmateriaal met silicium brengt de R&D-gemeenschap op één lijn. stap dichter bij het verkrijgen van een industriële perovskiet lichtgevende elektrochemische cel.

Last but not least is het bredere contextvoordeel van het gerapporteerde apparaatontwerp de ITO-vrije transparante elektrode op basis van enkelwandige koolstofnanobuisjes. ITO – Indium-Tin Oxide – is een transparant geleidend materiaal dat veel wordt gebruikt in perovskiet-fotovoltaïsche cellen en opto-elektronica. Indium is een uitputtend element en dus zou de vervanging van ITO door andere materialen, gebaseerd op elementen die overvloedig aanwezig zijn op aarde, het indiumtekort in de industrie helpen overheersen.

# # # # # #

Het onderhavige project is het resultaat van een bloeiende samenwerking tussen de Alferov Universiteit en de ITMO Universiteit, beide gevestigd in Sint-Petersburg (Rusland). Het doel van de onderzoeksgroep van Prof. Ivan Mukhin (Renewable Energy Sources Laboratory) van de Alferov Universiteit is om de horizon van conventionele halfgeleiders (Si en III-V groep halfgeleiders), elektronica en opto-elektronica te verbreden met innovatieve apparaatontwerpen (flexibele en rekbare elektronica) en met originele ideeën op het gebied van materiaalsynthese en -productie (waarbij gebruik wordt gemaakt van laagdimensionale structuren zoals halfgeleider-nanodraden). De onderzoeksgroep van Prof. Sergey Makarov (Laboratorium voor Hybride Nanofotonica en Opto-elektronica) van ITMO University richt zich niet alleen op fundamenteel onderzoek op het gebied van halogenide-perovskietfotonica en niet-lineaire optica, maar steekt ook enorm veel energie in de ontwikkeling van fotovoltaïsche en opto-elektronische perovskietapparaten, verbetering van hun stabiliteit en hun industriële integratie.

####

Over Compuscript Ltd
Opto-Electronic Advances (OEA) is een impactvol, open access, peer-reviewed maandelijks SCI-tijdschrift met een impactfactor van 8.933 (Journal Citation Reports voor IF2021). Sinds de lancering in maart 2018 is OEA in de loop van de tijd geïndexeerd in SCI-, EI-, DOAJ-, Scopus-, CA- en ICI-databases en heeft het de redactieraad uitgebreid tot 36 leden uit 17 landen en regio's (gemiddelde h-index 49).

Het tijdschrift wordt uitgegeven door The Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, met als doel een platform te bieden voor onderzoekers, academici, professionals, praktijkmensen en studenten om kennis over te dragen en te delen in de vorm van hoogwaardige empirische en theoretische onderzoekspapers over de onderwerpen optica, fotonica en opto-elektronica.

Voor meer informatie, klik hier

Kontakte:
Conor Lovett
Compuscript Ltd
Office: 353-614-75205

Auteursrecht © Compuscript Ltd

Als u een opmerking heeft, alstublieft Neem contact op met ons op.

Uitgevers van nieuwsberichten, niet 7th Wave, Inc. of Nanotechnology Now, zijn zelf verantwoordelijk voor de juistheid van de inhoud.

Bladwijzer: