Metallhalogenid-Perowskite für die Optoelektronik der nächsten Generation: Fortschritt und Perspektiven

Metallhalogenid-Perowskite (MHPs) haben sich in den letzten zehn Jahren zum aufgehenden Stern auf dem Gebiet der Optoelektronik entwickelt. Die hochmodernen optoelektronischen Technologien, die auf MHPs basieren, wie Perowskit-Solarzellen (PSCs), Leuchtdioden (LEDs), Fotodetektoren (PDs) und Laser, haben das vorherrschende Paradigma aufgrund der faszinierenden optoelektronischen Eigenschaften von angeführt MHPs. Darüber hinaus besitzen MHPs die Vorzüge einer einfachen und kostengünstigen Verarbeitung und günstiger abstimmbarer optischer und elektronischer Merkmale, die einen reichen und fruchtbaren Boden für die Entwicklung von hochleistungsfähigen multifunktionalen optoelektronischen Geräten und ihre zukünftige Industrialisierung bieten.

In einem neuen Artikel, erschienen in eLighteinem Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Professor Wei Huang vom Frontiers Science Center for Flexible Electronics, Xi’an Institute of Flexible Electronics, Northwestern Polytechnical University, China, Key Laboratory of Flexible Electronics & Institution of Advanced Materials, Nanjing Tech University, China, Key Laboratory for Organic Electronics & Information Displays und Institute of Advanced Materials, Nanjing University of Posts and Telecommunications, und Kollegen haben ein Panoramabild über die optoelektronischen Eigenschaften von MHPs und ihren revolutionären Einfluss auf die Optoelektronik der nächsten Generation gegeben.

Sie geben zunächst einen Überblick über die historischen Forschungsmeilensteine ​​von MHPs und ihren optoelektronischen Bauelementen. Danach stellen sie den Ursprung der einzigartigen optoelektronischen Merkmale von MHPs vor, auf deren Grundlage die Einstellbarkeit dieser Merkmale durch Regulierung der Phase, Dimensionalität, Zusammensetzung und Geometrie von MHPs hervorgehoben wird. Dann zeigen sie, dass aufgrund der bequemen Eigenschaftskontrolle von MHPs verschiedene optoelektronische Bauelemente mit Zielleistung entworfen werden können. Schließlich betonen sie die revolutionären Anwendungen von MHPs-basierten Geräten auf den bestehenden optoelektronischen Systemen. Diese Perspektive zielt darauf ab, eine kritische Orientierungshilfe zu geben, um die neuartigen Forschungsrichtungen von MHPs zu inspirieren, um die weit verbreitete Anwendung von MHPs in der Optoelektronik zu fördern.

Die einzigartigen Eigenschaften von MHPs leiten sich von ihrer Kristallstruktur und chemischen Zusammensetzung ab, die eine beispiellose Flexibilität ermöglichen, um die optoelektronischen Eigenschaften von MHPs unabhängig und synergetisch abzustimmen, wodurch eine wichtige Grundlage für die Anwendbarkeit von MHPs auf verschiedene optoelektronische Anwendungen gelegt wird, darunter Solarzellen, LEDs, PDs und Laser.

Die Forscher heben die einzigartigen optoelektronischen Eigenschaften von MHPs hervor: „Von entscheidender Bedeutung sind die intrinsischen elektronischen Konfigurationen von MHPs der direkte Ursprung ihrer einzigartigen optoelektronischen Eigenschaften, einschließlich hoher optischer Absorption, hoher Ladungsträgermobilität, hoher Defekttoleranzen, langer Diffusionslängen, einzigartiger ambipolarer Ladung Transport und flexible Drehbarkeit. Wir fassen die Vorzüge von MHPs zusammen, indem wir uns auf die Feinsteuerung der optoelektronischen Eigenschaften konzentrieren, indem wir die Struktur von MHPs regulieren, einschließlich Phase, Dimensionalität, Zusammensetzung und Geometrie.“

„Man erwartet, dass MHPs einen unverzichtbaren Beitrag zu den fortschrittlichen revolutionären Technologien leisten, die davon profitieren könnten […] Menschheit, wie funktionales Integrationssystem[s]Informationsanzeigesystem[s]elektronisches Kommunikationssystem[s]und Gesundheit und medizinisches System[s],“ Sie fügen hinzu.

„Metallhalogenid-Perowskite (MHPs), die sich als innovative und vielversprechende Halbleitermaterialien mit herausragenden optoelektronischen Eigenschaften herauskristallisieren, haben eine neue Ära des Lichtmanagements (von Emission, Absorption, Modulation bis hin zur Übertragung) für die optoelektronische Technologie der nächsten Generation eingeleitet. Um die Nutzung von MHPs im großen Maßstab zu fördern, müssen noch viele technische Probleme überwunden werden, wie Stabilitäts- und Toxizitätsprobleme, und es sind enorme Investitionen erforderlich, um den Bau von MHPs-basierten Optoelektroniken zu etablieren Im nächsten Jahrzehnt werden MHPs im Zeitalter des Lichts im Rampenlicht stehen'“, prognostizieren die Forscher.