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Investigadores españoles desarrollan LEDs más duraderos a base de perovskitas

Recubrir perovskitas con sílice y circonia es una alternativa sencilla y económica para mejorar la estabilidad de los LEDs basados en esta tecnología según un estudio recientemente publicado y liderado por investigadores españoles

31 AGO. 2020
4 minutos

Formas más sostenibles y eficientes de iluminación están en el punto de mira de muchos laboratorios de I+D, en busca de materiales y compuestos que impulsen su desarrollo. Recientemente un equipo de investigadores, liderado por españoles como Javier García-Martínez, Cintia Ezquerro, Elena Serrano, Elena Lalinde, Jesús Berenguer y Rubén Costa, ha culminado con éxito un experimento de iluminación LED basada en perovskitas más estables de las que ahora existen, lo cual abre la puerta a una nueva era en las células solares, base de la energía fotovoltaica.

Aunque se han realizado avances significativos en los diodos híbridos de emisión de luz convertidos en perovskita (pc-HLED), los dispositivos de larga vida a altas eficiencias siguen representando un hito importante en cuanto a estabilidad. Por ello, estos investigadores han preparado un compuesto que, en lugar de grafeno, emplea una alternativa “más sencilla y económica” con un recubrimiento de sílice y circonia.

Las perovskitas son cristales muy pequeños que se pueden disponer en sustratos flexibles, si en lugar de recubrirlas con grafeno se hace con sílice y circonia se logra una mayor estabilidad. En concreto, estos investigadores han preparado un compuesto con nanopartículas híbridas que “muestran rendimientos cuánticos de fotoluminiscencia del 65% que son estables bajo escenarios de temperatura, ambiente y tensión de irradiación”.

“Esto se traduce en pc-HLEDs con una eficiencia de conversión casi unitaria a cualquier corriente aplicada, altas eficiencias alrededor de 75 lm W-1, y una de las estabilidades más notables de ≈200 y 700 h a 100 y 10 mA, respectivamente”, explican en este artículo publicado en Advanced Functional Materials.

Así, este equipo ha logrado desarrollar un nuevo protocolo a temperatura ambiente para realizar un primer recubrimiento de óxido metálico de SiO2/ZrO2 que protege eficazmente el núcleo de nanopartículas de perovskita emisor. De este modo, se pueden conseguir, además de Led, también celdas solares más estables y eficientes que operan en condiciones ambientales y en cualquier corriente aplicada.

“Este método sencillo y fácilmente escalable mejora considerablemente la estabilidad en el almacenamiento, la capacidad térmica, de humedad y de irradiación de los nanocristales de las perovskitas, sin afectar sus propiedades de fotoluminiscencia”, señalan en las conclusiones de este paper.

Con esta estrategia, han producido filtros de color de alto rendimiento que se utilizan para reducir cuantitativamente la emisión azul de los LED a cualquier corriente aplicada que oscile entre 5 y 200 mA.

“Lamentablemente, la larga exposición a la humedad bajo una excitación azul continua sigue siendo perjudicial para la estabilidad del dispositivo, incluso cuando se utiliza un revestimiento denso. En general, la adopción del recubrimiento de SiO2/ZrO2 abre un enfoque alternativo para el encapsulamiento de los MHP para cumplir con los pc-HLED altamente estables y eficientes en un futuro próximo”, apostillan los investigadores.