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pte20181108031 Forschung/Technologie, Produkte/Innovationen

Perowskit-Display macht OLEDs Konkurrenz

Halbleiter laut Wissenschaftlern deutlich billiger, bieten mehr Leuchtkraft und sind farbgetreuer


Display aus Perowskit-Halbleitern bietet extreme Leuchtkraft (Foto: cam.ac.uk)
Display aus Perowskit-Halbleitern bietet extreme Leuchtkraft (Foto: cam.ac.uk)

Cambridge (pte031/08.11.2018/12:30) - Displays aus organischen Leuchtdioden (OLEDs) bekommen Konkurrenz. Denn Forscher der University of Cambridge http://cam.ac.uk 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. Es wird bereits in Solarzellen genutzt, allerdings noch nicht kommerziell, weil die Lebensdauer noch zu wünschen übrig lässt.

Kein Verlust an Leuchtkraft

Das Team um Dawei Di hat ein entscheidendes Problem gelöst. Kollege Richard Friend hatte schon vor vier Jahren Leuchtdioden auf Perowskit-Basis hergestellt. Sie waren jedoch nicht stabil, 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 als Hemmschuh

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.

(Ende)
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