Nova tecnologia de LEDs supera marco da vida útil

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/08/2022

Estrutura do novo LED de perovskita, que usa outros materiais para estabilizar o semicondutor.
[Imagem: Bingbing Guo et al. - 10.1038/s41566-022-01046-3]

LEDs de perovskita

Os tão esperados LEDs de perovskita - que podem ser flexíveis, transparentes e muito mais baratos - finalmente atingiram a vida útil necessária para sua comercialização.

As perovskitas são uma família de semicondutores emergente que vem superando os semicondutores tradicionais em virtualmente todas as aplicações, começando pelos LEDs e células solares e indo até os componentes neuromórficos.

O problema é que, ao contrário do silício, as perovskitas são notoriamente frágeis - a vida útil típica dos LEDs de perovskita construídos até agora estava na ordem de 10 a 100 horas, enquanto a vida útil mínima necessária para uma tela OLED é de 10.000 horas.

A boa notícia é que uma uma equipe da Universidade Zhejiang, na China, acaba de construir um LED de perovskita que, até agora, já durou 3.600 horas em tempo real (não simulado) - e continua contando.

"Nossos LEDs de perovskita estabilizados não mostraram degradação de desempenho em 5 meses (3.600 horas) de operação contínua sob uma corrente de 5 mA/cm2. Algumas das medições ainda estão em andamento," detalhou o professor Di Dawei. "Isso é realmente empolgante e está completamente além das expectativas. Os dispositivos são muito estáveis e é improvável que algumas medições em andamento terminem em um ano ou mais. Para obter os dados de vida útil dentro de um prazo razoável, precisamos usar testes de envelhecimento acelerado, amplamente empregados para LEDs."

Quando partiram para esses testes de envelhecimento acelerado, a equipe chegou a números realmente impressionantes. Por exemplo, a vida útil estimada T50 (tempo necessário para que a radiância inicial caia para 50%) é de 32.675 horas (3,7 anos), mesmo a uma radiância 10 vezes maior do que a de um OLED comercial trabalhando em alto brilho (1.000 cd/m²). Em condições mais normais (3.2 mA/cm²), a vida útil extrapolada do LED de perovskita chega a 2,4 milhões de horas, o que dá quase três séculos.

Missão possível

Esses tempos de vida útil indicam que os componentes de perovskita não são "geneticamente falhos" em termos de estabilidade, como muitos cientistas acreditavam.

"As perovskitas de iodetos metálicos, como uma classe emergente de semicondutores, eram amplamente consideradas intrinsecamente instáveis, particularmente em aplicações de LED, onde campos elétricos altos estão presentes. Nossos resultados mostram que fabricar dispositivos de perovskita estáveis não é uma missão impossível," disse Di.

Curiosamente, o feito veio quase simultaneamente com a demonstração de que células solares de perovskita atingem uma vida útil de 30 anos em testes de envelhecimento simulado.

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