Инженеры Санкт-Петербургского политехнического университета (СПбПУ) совместно с коллегами из университета ИТМО и Алферовского университета разработали технологию создания экранов с использованием перовскита, недорогого и простого в производстве кристаллического материала. Яркость таких экранов более чем в три раза выше по сравнению с аналогичным показателей дисплеев из органических материалов OLED.
Для обеспечения работы дисплея необходима значительная часть энергии аккумуляторов мобильных устройств. Созданные с использованием перовскита экраны требуют в три раза меньше энергии, чем существующие аналоги, используемые в большинстве смартфонов. Ожидается, что новая разработка российских учёных позволит существенно продлить показатель автономной работы таких гаджетов.
В настоящее время специалисты тестируют экспериментальный прототип экрана, созданного по новой технологии. Основой, на которую наносится перовскит, является обычный кремний. Поскольку этот материал уже длительное время используется в микроэлектронике, запустить промышленное производство дисплеев нового типа будет значительно проще.
«Эффективность работы дисплеев из органических материалов, которые в основном продаются сейчас в магазинах, не превышает 25 %, а у сопоставимых по стоимости и простоте производства перовскитов она может превышать 90 %», — рассказал директор Высшей инженерно-физической школы СПбПУ Иван Мухин.
Новая технология предполагает, что кремниевая подложка для перовскита используется не только для предания светодиоду механической прочности. Она также выступает в роли управляющего электрода, через которой электричество передаётся в светящийся слой. Объединение возможностей электроники на основе кремния и светоизлучающих материалов с перовскитом позволило улучшить характеристики дисплея.
«Мы впервые использовали такую архитектуру на кремниевой подложке. Она служит очень хорошим теплоотводчиком, поэтому наше устройство не перегревается, что увеличивает его срок службы по сравнению с аналогами», — сообщил профессор ИТМО Сергей Макаров. Он также отметил, что светодиоды на основе перовскита отличаются высокой светопередачей, т.е. излучаемый ими свет имеет узкие спектральные характеристики. Благодаря этому зелёный кажется человеческому глазу более натуральным, без примеси других близких цветов. Кроме того, учёным удалось отказаться от использования оксида индия-олова в конструкции экранов. Этот материал в настоящее время очень востребован в электронике, но запасы его компонентов на планете ограничены, поэтому в будущем ожидается резкий рост их стоимости.
Отмечается, что перовскиты могут не только превращать электрическую энергию в световую, выступая в роли светодиодов, но и наоборот, преобразовывать свет в электричество в качестве фотоэлементов. Это означает, что перовскиты могут использоваться в качестве источника энергии, подобно солнечным батареям. В сообщении сказано, что за последние годы технологии с использованием перовскита привлекли много внимания и инвестиций, поэтому в скором времени ожидается начало их промышленного применения.