Un team di scienziati cinesi ha compiuto un passo avanti significativo nel campo dei materiali per l'illuminazione, sviluppando un nuovo tipo di pellicola di perovskite. Questa soluzione promette di migliorare drasticamente la luminosità e la durata dei LED, aprendo nuove possibilità per display avanzati e illuminazione ad altissima intensità.
La perovskite, un materiale noto per la sua efficienza luminosa, i costi contenuti e la flessibilità di lavorazione, ha da tempo suscitato grande interesse per il suo potenziale in applicazioni come celle solari, LED e fotorivelatori. Tuttavia, ha sempre presentato una sfida importante: la ricombinazione inefficiente di elettroni e lacune, i portatori di carica responsabili dell'emissione di luce. Superare questo ostacolo ha rappresentato per anni un collo di bottiglia per lo sviluppo di LED alla perovskite davvero competitivi.
Ora, i ricercatori cinesi, guidati dal Professor Xiao Zhengguo dell'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina a Hefei, hanno annunciato un'innovazione che potrebbe cambiare le regole del gioco. Hanno sviluppato un metodo inedito per produrre pellicole di perovskite completamente inorganiche, caratterizzate da grani cristallini più grandi e una maggiore resistenza al calore.
Secondo il Professor Xiao, questa scoperta ha portato la luminosità dei LED a ben 1,16 milioni di nit e ha esteso la loro vita operativa oltre le 180.000 ore. Si tratta di un traguardo notevole che risolve il problema di lunga data che impediva ai LED alla perovskite di raggiungere contemporaneamente alta efficienza e stabilità. Questo apre la strada al loro impiego potenziale in display di nuova generazione e in sistemi di illuminazione a luminosità elevatissima, come riportato dall'agenzia di stampa statale Xinhua.
In passato, gli sforzi per migliorare l'efficienza luminosa si erano concentrati sulla creazione di nanoparticelle ultra-piccole o strati di materiale estremamente sottili. Tuttavia, questo approccio aveva limiti significativi: i LED prodotti con questi metodi faticavano a raggiungere luminosità elevate e spesso avevano una durata di poche ore, rendendoli inadatti per applicazioni pratiche. Il team di ricerca cinese ha invece adottato un percorso radicalmente diverso per superare queste limitazioni. Introducendo composti appositamente selezionati nella composizione della perovskite e sottoponendo il materiale a un processo di ricottura ad alta temperatura, gli scienziati sono riusciti a progettare un nuovo tipo di pellicola di perovskite.
Questa pellicola avanzata presenta grani cristallini molto più grandi, che facilitano un migliore trasporto di carica, e un numero significativamente ridotto di difetti. Il Professor Xiao ha spiegato che il migliorato ordine strutturale interno del nuovo materiale è fondamentale per aumentare in modo significativo sia la luminosità che la stabilità dei LED. La ricerca ha anche dimostrato che l'efficienza luminosa di questo nuovo LED alla perovskite ha superato il 22%, ponendolo alla pari con i prodotti commerciali attuali e segnalando un importante passo avanti nella tecnologia LED.
In confronto ai tipici schermi OLED e LED commerciali oggi disponibili, il nuovo LED alla perovskite raggiunge una luminosità notevolmente elevata, superando il milione di nit. Questo livello di luminosità lo rende particolarmente adatto per applicazioni che richiedono una forte visibilità, come display per esterni e illuminazione specializzata. Tipicamente, i display di uso quotidiano raggiungono livelli di luminosità di picco di poche migliaia di nit.
Operando a un livello di luminosità più comune, come 100 nit, il nuovo LED alla perovskite dimostra una vita utile teorica di quasi 200.000 ore, ben entro il raggio necessario per soddisfare gli standard dei prodotti LED commerciali. Come sottolineato dal team scientifico, questa durabilità estesa non solo garantisce l'affidabilità a lungo termine della loro innovazione, ma evidenzia anche il potenziale del materiale per un uso pratico e quotidiano in una varietà di applicazioni di display e illuminazione.
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