Perowskit-Display macht OLEDs Konkurrenz

Forscher der University of Cambridge haben einen Monitor auf Basis von Perowskit-Halbleitern entwickelt, der äußerst farbgetreu ist und sich preiswerter herstellen lässt als OLEDs. Perowskit ist ein natürlich vorkommendes Mineral, das auch Calciumtitanat oder Calciumtitanoxid genannt wird. [...]

Ein Display aus Perowskit-Halbleitern bietet extreme Leuchtkraft.
Ein Display aus Perowskit-Halbleitern bietet extreme Leuchtkraft. (c) University of Cambridge

Das Team um Dawei Di von der University of Cambridge hat jetzt ein entscheidendes Problem gelöst. Bereits vor vier Jahren hatte Kollege Richard Friend Leuchtdioden auf Perowskit-Basis hergestellt. Diese waren jedoch nicht stabil und verloren mit der Zeit an Leuchtkraft. Di umging das Problem, indem er eine Kunststofffolie mit Perowskit beschichtete. „Dieser Aufbau reduziert die Verluste an Leuchtkraft entscheidend. Wir sind die Ersten, die das mit einer Perowskit-Struktur geschafft haben“, so Di.

Physikalisch gesehen, verhindert dieser Verbund die sogenannte Rekombination von positiven und negativen Ladungen aufgrund von Fehlern im Perowskit-Kristallgitter, die zu Leuchtkraftverlusten führen. Der Aufbau im Detail: Eine Seite der Kunststofffolie wird mit zweidimensionalem Perowskit beschichtet. Es ist nur so dicht wie ein einziges Molekül dieses Minerals. Die Rückseite erhält eine dickere Schicht aus dem gleichen Material. Wenn diese Anordnung mit Laserlicht angeregt wird, wandern elektrische Ladungspaare von der 2D- in die 3D-Struktur und das in einer Billionstel Sekunde. Am Ziel angekommen, vereinigen sich die gegensätzlichen Ladungen und emittieren Licht von extremer Leuchtkraft.

Lebensdauer noch zu kurz

Der gegenwärtig erreichte Wirkungsgrad der Labormuster liegt bei rund 20 Prozent. Damit liegen sie im Bereich der besten OLEDs. Das ist laut den Wissenschaftlern ein neuer Rekord für Perowskit–LEDs, wie der ebenfalls zum Entwickler–Team gehörende Baodan Zhao bestätigt. An der Lebensdauer muss allerdings noch gearbeitet werden. Sie liegt bei lediglich 50 Stunden, viel zu wenig für eine kommerzielle Nutzung. So wird Perowskit bereits in Solarzellen genutzt, aber aufgrund der kurzen Lebensdauer noch nicht kommerziell.

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