Les pérovskites aux halogénures métalliques (MHP) sont devenues l’étoile montante dans le domaine de l’optoélectronique au cours de la dernière décennie. Les technologies optoélectroniques de pointe basées sur les MHP, telles que les cellules solaires à pérovskite (PSC), les diodes électroluminescentes (LED), les photodétecteurs (PD) et les lasers ont dominé le paradigme dominant, en raison des propriétés optoélectroniques intrigantes de MHP. De plus, les MHP possèdent les mérites d’un traitement facile et à faible coût et de caractéristiques optiques et électroniques accordables favorables, offrant un terrain riche et fertile pour le développement de dispositifs optoélectroniques multifonctionnels hautes performances et leur industrialisation future.
Dans un nouvel article publié dans eLightune équipe de scientifiques dirigée par le professeur Wei Huang du Frontiers Science Center for Flexible Electronics, Xi’an Institute of Flexible Electronics, Northwestern Polytechnical University, Chine, Key Laboratory of Flexible Electronics & Institution of Advanced Materials, Nanjing Tech University, Chine, Key Le Laboratoire d’électronique organique et d’affichage d’informations et l’Institut des matériaux avancés de l’Université des postes et télécommunications de Nanjing et leurs collègues ont dressé un panorama des caractéristiques optoélectroniques des MHP et de leur impact révolutionnaire sur l’optoélectronique de nouvelle génération.
Ils passent d’abord en revue les jalons historiques de la recherche sur les MHP et leurs dispositifs optoélectroniques. Par la suite, ils introduisent l’origine des caractéristiques optoélectroniques uniques des MHP, sur la base desquelles l’accordabilité de ces caractéristiques via la régulation de la phase, de la dimensionnalité, de la composition et de la géométrie des MHP est mise en évidence. Ensuite, ils montrent qu’en raison du contrôle pratique des propriétés des MHP, divers dispositifs optoélectroniques avec des performances cibles peuvent être conçus. Enfin, ils mettent l’accent sur les applications révolutionnaires des dispositifs à base de MHP sur les systèmes optoélectroniques existants. Cette perspective vise à fournir des orientations essentielles pour inspirer les nouvelles orientations de recherche des MHP afin de promouvoir l’application généralisée des MHP en optoélectronique.
Les caractéristiques uniques des MHP sont dérivées de leur structure cristalline et de leur composition chimique, ce qui permet une flexibilité sans précédent pour régler de manière indépendante et synergique les propriétés optoélectroniques des MHP, jetant ainsi une base importante pour que les MHP soient applicables à diverses applications optoélectroniques, y compris les cellules solaires, les LED, PD et lasers.
Les chercheurs mettent en évidence les propriétés optoélectroniques uniques des MHP : « D’une importance cruciale, les configurations électroniques intrinsèques des MHP sont à l’origine directe de leurs propriétés optoélectroniques uniques, notamment une absorption optique élevée, une mobilité élevée des porteurs, des tolérances élevées aux défauts, de longues longueurs de diffusion, une charge ambipolaire unique transport et capacité de rotation flexible. Nous résumons les mérites des MHP en nous concentrant sur le contrôle fin des propriétés optoélectroniques en régulant la structure des MHP, y compris la phase, la dimensionnalité, la composition et la géométrie.
« Les MHP devraient apporter une contribution indispensable aux technologies révolutionnaires avancées qui pourraient bénéficier […] l’humanité, comme le système d’intégration fonctionnelle[s]système d’affichage d’informations[s]système de communication électronique[s]et système sanitaire et médical[s] », ajoutent-ils.
« Les pérovskites aux halogénures métalliques (MHP), émergeant comme des matériaux semi-conducteurs innovants et prometteurs dotés de propriétés optoélectroniques de premier plan, ont été les pionniers d’une nouvelle ère de gestion de la lumière (allant de l’émission, de l’absorption, de la modulation à la transmission) pour la technologie optoélectronique de nouvelle génération. Néanmoins, Pour promouvoir l’utilisation à grande échelle des MHP, il reste encore de nombreux problèmes techniques à résoudre, tels que des problèmes de stabilité et de toxicité, et de vastes investissements sont nécessaires pour établir la construction de l’optoélectronique basée sur les MHP. dans la prochaine décennie, les MHP seront sous le feu des projecteurs à l’ère de la lumière' », prédisent les chercheurs.
Plus d’information:
He Dong et al, Metal Halide Perovskite for next-generation optoelectronics: progresses and prospects, eLight (2023). DOI : 10.1186/s43593-022-00033-z