В городах появляется новый тип светодиодов — перовскитные. Эти LED-устройства созданы на основе перовскита — минерала, содержащего оксид кальция и титана. Ранее этот материал был более известен благодаря дешевым солнечным панелям, но теперь он претендует на революцию в освещении. Перовскитные светодиоды (PeLED) не только энергоэффективны и недороги в производстве, но и могут быть более экологичными, чем традиционные светодиоды.
"Перовскитные светодиоды дешевле и проще в производстве, чем традиционные LED. Они также способны воспроизводить яркие и насыщенные цвета в дисплеях. Я бы сказал, что это следующее поколение светодиодных технологий", — утверждает Фэн Гао, профессор оптоэлектроники из Университета Линчёпинга.
Дешевле, проще, экологичнее
В отличие от традиционных LED, которые изготавливаются из дорогостоящих материалов вроде нитрида галлия, PeLED производятся с применением более доступных технологий. Однако, прежде чем полностью заменить существующие источники света, перовскитные светодиоды должны преодолеть несколько серьезных препятствий.
Чтобы оценить их перспективность, исследователи проанализировали 18 различных видов светодиодов, включая красные, зеленые, синие, белые и инфракрасные. Оказалось, что PeLED уже сейчас демонстрируют экологические показатели, сравнимые с органическими светодиодами (OLED). Тем не менее, ученые выделили несколько ключевых аспектов, которые требуют улучшения для достижения реальной устойчивости технологии.
Оценка жизненного цикла (LCA) показала, что основной экологический след PeLED связан с потреблением электроэнергии и сырья во время производства. Особую роль играют органические растворители, такие как ацетон и изопропанол, используемые при их создании.
Главное препятствие — срок службы
На данный момент главной проблемой остается долговечность. Исследователи считают, что для реального снижения воздействия на окружающую среду срок службы PeLED должен достигать минимум 10 000 часов. В то время как лучшие из существующих образцов работают всего несколько сотен часов.
Тем не менее, ученые уверены, что прогресс не заставит себя ждать. "Разработка перовскитных светодиодов форсируется, а их срок службы растет", — говорит Муйи Чжан, аспирант Университета Линчёпинга.
Не только освещение
Помимо использования в осветительных приборах, PeLED могут найти применение в дисплеях, коммуникационных системах и даже медицинских устройствах. В 2023 году исследователи представили перовскитные светодиоды, которые оказались в тысячу раз ярче OLED.
Ожидается, что в будущем стоимость производства PeLED составит около 100 долларов за квадратный метр, что сделает их конкурентоспособными с современными OLED-дисплеями.
Авторы исследования, опубликованного в Nature Sustainability, делают вывод, что у перовскитных светодиодов "огромный потенциал для коммерциализации в долгосрочной перспективе". Если инженерам удастся увеличить срок службы устройств, они не только сравняются с традиционными LED по эффективности, но и превзойдут их по стоимости и экологичности.
Больше интересного – на медиапортале https://www.cta.ru/
