La Chine établit un nouveau sommet technologique avec des LED rouge pur atteignant une efficacité inédite de 24,2 %

Les avancées technologiques en matière d’éclairage et d’affichage sont souvent le fruit de recherches approfondies et de collaborations scientifiques internationales. Récemment, des scientifiques chinois ont fait une annonce révolutionnaire concernant les diodes électroluminescentes à pérovskite rouge pur (PeLEDs), qui pourraient transformer notre manière d’envisager l’éclairage et les écrans. Ces PeLEDs, développées par la prestigieuse Académie Chinoise des Sciences, ont atteint des niveaux d’efficacité et de luminosité sans précédent, ouvrant la voie à une nouvelle ère d’innovations technologiques.

Une percée scientifique remarquable

Les chercheurs de l’Université des Sciences et Technologies de Chine (USTC) ont réussi à surmonter un obstacle majeur dans le domaine des PeLEDs. La performance de ces matériaux prometteurs était auparavant limitée par un problème de fuite des porteurs dans les matériaux pérovskites mixtes tridimensionnels comme le CsPbI3−xBrx. Ce phénomène empêchait la conversion efficace de l’électricité en lumière, réduisant ainsi l’efficacité des dispositifs. En utilisant des outils de diagnostic avancés, les chercheurs ont pu identifier et corriger cette fuite, ouvrant la voie à des performances inégalées.

La percée réside dans la conception d’une hétérostructure intragrain tridimensionnelle au sein de l’émetteur pérovskite, qui permet de piéger efficacement les porteurs de charge. Ces structures ont permis aux PeLEDs d’atteindre une efficacité quantique externe de 24,2% et une luminosité maximale de 24 600 candelas par mètre carré. Ces résultats démontrent un potentiel énorme pour les applications futures des PeLEDs dans les technologies d’affichage et d’éclairage écoénergétiques.

« C’est une batterie qui ne meurt jamais » : des chercheurs créent un liquide capable de se recharger à l’infini

Développement d’un outil de diagnostic spécialisé

Pour surmonter les défis liés à la fuite des porteurs, les chercheurs ont développé un outil de diagnostic spécialisé : la spectroscopie d’absorption transitoire électriquement excitée (EETA). Cet outil permet une analyse en temps réel de la dynamique des porteurs dans les dispositifs en fonctionnement. Grâce à cela, l’équipe dirigée par les professeurs Yao Hongbin, Fan Fengjia, Lin Yue, et Hu Wei a pu identifier précisément la cause principale de la fuite, à savoir la fuite des trous dans la couche de transport des électrons.

En intégrant cette technologie de diagnostic avancée avec des techniques d’ingénierie des matériaux intelligentes, les chercheurs ont conçu une structure qui confine efficacement les porteurs de charge. Les barrières à large bande intercalées dans l’émetteur pérovskite forcent les charges à se convertir plus efficacement en lumière, réduisant ainsi la perte d’efficacité et améliorant la performance globale des PeLEDs.

« On a enfin percé le cœur brûlant du plasma » grâce à cette percée sur les tokamaks à fusion

Surmonter un obstacle majeur dans l’optoélectronique à pérovskite

Un élément fondamental de cette nouvelle architecture est l’utilisation de la molécule p-Toluenesulfonyl-L-arginine (PTLA). Ce composé chimique unique ancre sa structure dans le réseau pérovskite, créant des phases à large bande sans interrompre la continuité structurelle. Les observations par microscopie électronique à transmission à haute résolution et la spectroscopie ultrarapide ont confirmé que le transfert de porteurs entre les phases de l’hétérostructure se fait sans perte, supprimant ainsi la fuite des trous.

Les dispositifs PeLED optimisés ont montré des performances sans précédent, maintenant une efficacité de 10,5 % même à 90 % de leur luminosité maximale de 22 670 candelas par mètre carré. Ces avancées démontrent la capacité des chercheurs à combiner des techniques de diagnostic avancées et une ingénierie des matériaux novatrice pour surmonter les défis de l’optoélectronique à pérovskite.

Vers un avenir lumineux pour les PeLEDs

La stabilité des nouveaux dispositifs PeLED a également été testée, révélant une demi-vie de 127 heures à 100 candelas par mètre carré, avec un décalage spectral minimal pendant le fonctionnement. Ces résultats prometteurs indiquent que les PeLEDs pourraient révolutionner les technologies d’affichage et d’éclairage en offrant des solutions plus brillantes et plus efficaces.

Les chercheurs chinois ont non seulement surmonté un obstacle technique majeur, mais ont également ouvert la voie à une nouvelle génération de sources lumineuses rouges pures, adaptées à un large éventail de technologies. Alors que ces avancées se concrétisent, une question demeure : comment ces innovations influenceront-elles les normes futures de l’éclairage et de l’affichage dans nos vies quotidiennes ?

Ça vous a plu ? 4.5/5 (21)