Perovskite e punti quantici per i LED d’ultima generazione

Un team di ingegneri dell'Università di Toronto ha realizzato cristallo ibrido ultra-efficiente e super-luminescente che ritengono essere la nuova promessa nel settore della conversione energetica

(Rinnovabili.it) – I cristalli di perovskite e i punti quantici sono entrati a tutti gli effetti nelle mire della ricerca energetica. Questi elementi sono stati utilizzati per aumentare la conversione della luce solare in corrente nelle celle solari, e per aumentare l’efficacia della luce generata elettricamente. Fino a ieri però erano stati usati singolarmente. Oggi un team di ingegneri dell’Università di Toronto ha provato a combinarli insieme per creare quello che ritengono essere la nuova promessa nel settore della conversione energetica: un cristallo ibrido ultra-efficiente e super-luminescente.

Per realizzare tale cristallo, i ricercatori hanno dovuto trovare un modo per incorporare nanoparticelle colloidali dei punti quantici all’interno della perovskite. L’obiettivo è stato raggiunto utilizzando una tecnica di crescita dei cristalli nota come eteroepitassia, in cui avviene la deposizione di sottili strati di materiale cristallino su di un substrato chimicamente diverso.

In questo conteso la squadra ha creato un metodo per unire gli atomi alle estremità dei due materiali cristallini in modo da allinearli con precisione e senza errori nelle “cuciture”.

“Quando si cerca di incastrare due cristalli differenti insieme, spesso si corre il rischio di formare fasi separate senza miscelazione”, spiega il dottor Riccardo Comin. “Abbiamo dovuto progettare una nuova strategia per convincere queste due componenti a dimenticare le loro differenze e mescolarsi in un’entità cristallina unica”.

La forma risultante è un cristallo di colore nero la cui produzione di luce dipende dalla capacità della matrice di perovskite di guidare gli elettroni nei punti quantici, che poi convertono in maniera super-efficiente la luce in elettricità. Unire questi due materiali ha anche risolto anche il problema dell’auto-assorbimento che si verifica quando un supporto fisico ri-assorbe parzialmente lo stesso spettro di energia che emette, causando una perdita netta di efficienza.

Il materiale eterogeneo risultante costituisce un’ottima base per una nuova famiglia di LED ad alta efficienza energetica nel campo dell’infrarosso. I diodi a infrarossi possono essere sfruttate per migliorare la tecnologia di visione notturna, le immagini biomediche e le telecomunicazioni ad alta velocità.