Forskare vid Lunds universitet har lyckats tillverka storskaliga och sfärformade LED-ytor vilket tidigare har varit en teknisk utmaning. Experimentet, som möjliggjordes av en enkel kemisk reaktion, kan bli avgörande för en betydligt billigare produktion av lysdioder.
Perovskit är ett medelhårt mineral som upptäcktes i Uralbergen 1839 och tillhör kalciumtitanoxidfamiljen. Vad den tyske mineralogen Gustav Rose inte visste i samband med fyndet var att materialet knappt 200 år senare skulle bli högintressant för forskare runt om i världen. Perovskit är nämligen ett material som med fördel kan användas till solceller och lysdioder. Och det är just perovskiten och dess egenskaper som spelar förstafiolen i en ny kemistudie som publiceras i den vetenskapliga tidskriften Nature Photonics.
– Vi har lyckats tillverka perovskitkvanttrådar i porösa membran av aluminiumoxid. Tack vare en kemisk ångreaktion har vi sedan producerat storskaliga och icke-plana LED-enheter, vilket tidigare gjorts med konventionella halvledare, säger Kaibo Zheng, kemiforskare vid Lunds universitet.
Perovskit har länge placerats i centrum för utvecklingen av nya generationer solceller och LED-enheter på grund av sina optiska och elektriska fördelar. Ett problem är dock att materialet är känsligt för fukt. Det är därför forskarna i den nya studien experimenterat med att kapsla in perovskiten i porösa membran av aluminiumoxid.
– Vi kunde komma runt svårigheten genom att använda kvanttrådar i membranen. En annan stor fördel med detta är att det också blir möjligt att tillverka icke-plana, sfäriska former av LED-enheter, något som tidigare har varit både dyrt och komplicerat, säger Kaibo Zheng.
Än så länge är det bara prototyper som forskarna producerat. Men de menar att deras nya metod enkelt kan skalas upp och bli användbar på en mer industriell nivå. Genom att kunna anpassa formen på LED-enheterna blir det, enligt forskarna, möjligt att både utöka funktionaliteten och tillgängligheten för lysdioderna.
– Vissa flexibla LED-produkter har redan dykt upp på marknaden. Men dessa tillverkas ofta av optoelektroniska halvledare. Vårt tillvägagångssätt bygger på en enkel kemisk ångreaktion vilket hade kunnat sänka priserna på produkterna avsevärt i framtiden, säger Kaibo Zheng.
Förutom Lunds universitet har följande lärosäten och organisationer deltagit i studien: The Hong Kong University of Science and Technology, Southern University of Science and Technology China, Sun Yat-sen University.
Studien publiceras i tidskriften Nature Photonics: ”Large-scale planar and spherical light-emitting diodes based on arrays of perovskite quantum wires”
